DE69218219T2

DE69218219T2 - Hocheffizienter saugfaehiger artikel zur behandlung von inkontinenz

Info

Publication number: DE69218219T2
Application number: DE69218219T
Authority: DE
Inventors: Gary Dean Harrison Oh 45030 Lavon; Gregory Wade Cincinnati Oh 45246 Taylor; Gerald Alfred Cincinnati Oh 45231 Young
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2012-08-08
Also published as: JPH06509729A; CN1074110A; EP0598823A1; MX9204675A; SG48921A1; HU9400399D0; KR100226396B1; CA2114957A1; PT8582T; EG19687A; GR3022800T3; ATE149824T1; NO940451D0; AU2460892A; DK0598823T3; SK18194A3; PT101751A; AU669667B2; FI940650A; JP3492359B2

Description

Diese Erfindung betrifft absorbierende Artikel, die dazu bestimmt sind, von inkontinenten Personen getragen zu werden, damit wässerige Körperfluide, die vom Träger des absorbierenden Artikels ausgeschieden werden, erfaßt und gespeichert werden. Absorbierende Artikel dieser Art umfassen wegwerfbare Babywindeln, Windeleinlagen, Inkontinenzkissen und -hosen für Erwachsene und dergleichen, die relativ große Mengen ausgeschiedener Körperfluide leiten müssen.
Bei Artikeln zur Versorgung bei Inkontinenz, wie wegwerfbaren Nicht-Stoff-Windeln, wurden in der Regel absorbierende Strukturen verwendet, die verfilzte Fasermassen, d.h. faserige Vliesbahnen, umfassen, um die erforderliche Absorptionsleistung zur Verfügung zu stellen. Diese Strukturen können Flüssigkeiten, wie etwa ausgeschiedene Körperfluide, sowohl durch Absorption, wobei das Fluid durch das Fasermaterial selbst aufgenommen wird, als auch durch Saugwirkung in sich einziehen, wobei das Fluid über die kapillaren Zwischenräume zwischen den Fasern verteilt und darin gespeichert wird.
Ein Ziel bei der Entwicklung verbesserter Artikel zur Behandlung von Inkontinenz war über die Jahre hinweg die Steigerung sowohl der Gesamtabsorptionskapazität solcher Artikel als auch die Steigerung der Hartnäckigkeit, mit welcher solche Artikel ihre absorbierte Ladung von Körperfluid zurückhalten. Ein Mittel zur Erreichung dieses Ziels und zur Verbesserung der Absorptionseigenschaften von faserigen Bahnstrukturen bestand darin, in dieselben sogenannte superabsorbierende Polymere einzubauen, welche das absorbierte Fluid in sich aufnehmen und dabei ein gequollenes Hydrogelmaterial bilden. Das entstehende Hydrogel dient zur Zurückhaltung von Fluid, wie etwa ausgeschiedenen Körperflüssigkeiten, innerhalb der Struktur. Eine absorbierende Strüktur dieser Art, in welcher Hydrogel-bildende Materialen in partikuiärer Form in faserige Bahnen eingebaut sind, ist in Weisman und Goldman, US-PS 4,610.678, ausgegeben am 9. September 1986 geoffenbart
Ein anderes Mittel zur Realisierung von Artikeln zur Behandlung von Inkontinenz mit verbesserten Absorptionseigenschaften bestand darin, in den absorbierenden Kernen solcher Artikel verschiedene Arten von polymeren Schaumstoffmaterialien als das fluidabsorbierende Element zu verwenden. Zum Beispiel offenbaren die EP-A-0223486 und Lindquist, US- PS 3,563.243, ausgegeben am 16. Februar 1971, absorbierende Kissen für Windeln und dergleichen, in welchen das primäre Absorbens ein hydrophiles Schaumstoffblatt ist, das aus hydrophilen Polymeren gebildet ist. Der in der EP-A-0223486 verwendete Schaumstoff hat eine Dichte von etwa 0,1 bis etwa 0,8 g/cm³. Die US-PS 3,563.243 sagt nichts aus über den numerischen Wert der Dichte des Schaumstoffes. Dabi, US-PS 4,554.297, ausgegeben am 19. November 1985, offenbart Körperfluid absorbierende zelluläre Polymere, die in Windeln oder Monatshygieneprodukten verwendet werden können. Dabi zählt die Verwendung einer Reihe von Schaumstoffmaterialien auf, die Dichten im Bereich von 0,14 bis 0,67 g/cm³ aufweisen, und nennt einen Schaumstoff mit einer niedrigeren Dichte (0,08 g/cm³).
Obwohl absorbierende Strukturen auf der Basis Faser/Superabsorbens sowie auf der Basis von polymerem Schaumstoff verbesserte Absorptionseigenschaften liefern können, können doch Strukturen beider Arten Probleme beim Transport oder bei der Verteilung von absorbiertem Fluid aus einem Bereich oder einer Region der absorbierenden Struktur zu einem (einer) anderen aufweisen. Das kann lästig sein bei Artikeln zur Behandlung von Inkontinenz, wenn das zu absorbierende Körperfluid häufig in einzelnen Güssen über die Zeit hinweg, in der der Artikel getragen wird, ausgeschieden wird. Jeder Guß von auf diese Weise ausgeschiedenem Fluid wird die absorbierende Struktur im allgemeinen am gleichen Ort oder gleichen Bereich antreffen. Dadurch kann die Absorptionsfähigkeit der gesamten Struktur verringert werden, sofern nicht ein Mechanismus vorgesehen ist, um das Fluid wirkungsvoll innerhalb der Struktur zu anderen unbenützten oder relativ trockenen Teilen der absorbierenden Struktur zu transportieren.
Es wurde eine Vielzahl von Konfigurationen absorbierender Strukturen entwickelt, um die Verteilung von absorbiertem Fluid über die absorbierende Struktur oder das darin verwendete absorbierende Material hinweg zu verbessern. Zum Beispiel werden in der GB-A-2215609 und von Weisman/Houghton/Gellert, US-PS 4,673.402, ausgegeben am 16. Juni 1987, absorbierende Artikel geoffenbart, die eine doppelschichtige Konfiguration des absorbierenden Kerns aufweisen. In einer solchen Konfiguration ist eine Struktur, die eine primäre "obere" absorbierende Schichte umfaßt, oberhalb einer "unteren" eingesetzten absorbierenden Schichte angeordnet, wobei die letztere zur Absaugung von absorbiertem Fluid aus der oberen Schichte der absorbierenden Struktur dient.
Eine andere Konfiguration einer absorbierenden Struktur für absorbierende Artikel, wie etwa Windeln, die dazu bestimmt ist, eine verbesserte Fluidleitleistung zu ergeben, ist in Alemany/Berg, US-PS 4,834.735, ausgegeben am 30. Mai 1989, beschrieben. Dieses Patent offenbart Artikel mit einem absorbierenden Bauteil, der eine Fluid-Erfassungszone mit relativ niedriger Dichte und relativ niedrigem Flächengewicht, umgeben von einer Fluid-Speicherzone, aufweist. Diese Zonen des absorbierenden Bauteils sind gegen den vorderen Teil des absorbierenden Artikels angeordnet, sodaß sie in besonders wirksamer und wirkungsvoller Weise ausgeschiedenes Körperfluid erfassen, verteilen und speichern.
Noch andere absorbierende Artikel, die zur raschen Erfassung und Speicherung von ausgeschiedenem Körperfluid bestimmt sind, sind jene, die in Reising, US-PS 4,988.345, und Reising/Bergman/Clear/Guinn/Gomez- Santiago, US-PS 4,988.344, beschrieben sind, die beide am 29. Jänner 1991 ausgegeben wurden. Diese beiden Patente offenbaren absorbierende Artikel, wie etwa Windeln, mit mehrfach geschichteten absorbierenden Kernen. Diese absorbierenden Kerne enthalten Fluid-Speicherschichten, in welche ausgeschiedene Körperfluide durch Fluid-Erfassungsöffnungen oder Fluid-Erfassungszonen in anderen Schichten der Kerne gelenkt werden.
Unabhängig von der Existenz von Produkten, die in den oben genannten Patentschriften beschrieben sind, besteht ein fortdauernder Bedarf zur Entwicklung noch weiterer bevorzugter Konfigurationen für absorbierende Artikel, die eine wirksamere und effektivere Ausnützung der darin verwendeten absorbierenden Materiallen und Strukturen gestatten. Artikel, die eine vollständigere Ausnützung ihres absorbierenden Materials durch verbesserte Fluidtransport- und -verteilungseigenschaften erlauben, sind Artikel, bei denen nur minimale Mengen von solchem absorbierenden Material verwendet werden. Diese Artikel sind ihrerseits kostenwirksamer und können Vorteile hinsichtlich geringerer Größe, besserer Paßform und größerem Komfort für den Träger der Artikel liefern. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, solche absorbierende Artikel mit verbesserter Wirksamkeit zur Behandlung von in sie ausgeschiedenen Körperfluiden und größerer effektiver Ausnützung der absorbierenden Materialien, aus welchen sie hergestellt sind, zur Verfügung zu stellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Artlkel, die zur Absorption von wässerigen Körperfluiden, die von inkontinenten Personen, die diese Artikel tragen, ausgeschieden werden, verwendbar sind. Solche absorbierende Artikel umfassen ein relativ flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt, ein relativ flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt und einen absorbierenden Kern, der zwischen dem Rückenblatt und dem Deckblatt angeordnet ist. Der absorbierende Kern selbst umfaßt eine Fluid-Erfassungs/-Verteilungskomponente, die so angeordnet ist, daß sie ausgeschiedene Körperfluide, die durch das Deckblatt des Artikels hindurchgelangen, aufnimmt, sowie eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente, die mit der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente in Fluidverbindung gehalten ist.
Die Fluid-Erfassungs-/-Vertellungskomponente des absorbierenden Kerns umfaßt eine poröse hydrophile absorbierende Struktur, die eine anfängliche Fluid-Erfassungsrate von mindestens etwa 2,0 ml synthetischem Urin pro Sekunde aufweist. Die poröse hydrophile absorbierende Struktur der Erfassungs-/Verteilungskomponente wird vorzugsweise auch eine 30- minütige Vertikale Saughöhe von mindestens etwa 2 cm aufweisen. Die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns umfaßt ein polymeres Schaumstoffmaterial in der Form einer hydrophilen, flexiblen, offenzelligen Struktur. Eine solche Schaumstoffstruktur hat eine freie Absorptionskapazität bei 37ºC von mindestens etwa 12 ml synthetischem Urin pro Gramm trockenen Schaumstoffmaterials. Dieser Schaumstoff hat auch eine Absorptionskapazität für synthetischen Urin unter einem Sperrdruck von 5,1 kPa, wenn dieser 15 Minuten bei 37ºC aufrechterhalten wird, die mindestens etwa 5% der freien Absorptionskapazität des Schaumstoffes beträgt. Und das Schaumstoffmaterial hat, am Punkt seiner Verwendung als ein Absorbens, eine Dichte von 0,01 bis 0,05 g/cm³, bezogen auf Trockengewicht.
Bei einer bevorzugten Konfiguration eines absorbierenden Kerns umfaßt die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente eine "obere" Schichte auf der Basis von Faser oder Schaumstoff, welche auf einer darunterliegenden "unteren" Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte auf Schaumstoffbasis liegt. Ein bevorzugtes Material zur Verwendung bei der Ausgestaltung der oberen Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte in einer solchen bevorzugten Konfiguration eines bevorzugten absorbierenden Kerns ist eine faserige Vliesbahri, die zu etwa 50 Gew.% bis 100 Gew.% chemisch versteifte, verdrehte, gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis und bis zu etwa 50% ein Bindemittel für diese Fasern umfaßt. Die faserige Bahn, die aus solchen Materialien gebildet ist, wird vorzugsweise bestimmte Eigenschaften hinsichtlich der Naß- und Trockendichte sowie hinsichtlich des Flächengewichts aufweisen.
Bevorzugte absorbierende Schaumstoffmaterialien zur Verwendung in der oder als die untere Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte der bevorzugten Konfiguration des absorbierenden Kerns hierin umfassen Schaumstoffe, die durch Polymerisation einer speziellen Art von Wasser-in- Öl-Emulsion, die eine relativ kleinere Menge einer Ölphase und eine relativ größere Menge einer Wasserphase enthält, hergestellt werden können. Diese Art von polymerisierbarer Emulsion ist im allgemeinen in der Fachwelt als eine Emulsion mit hohem Anteil an interner Phase oder als "HIPE" bekannt. Bevorzugte Schaumstoffe auf der Basis von HIPE zur Verwendung in dieser Erfindung sind solche, die bestimmte Eigenschaften hinsichtlich Porenvolumen, hinsichtlich der durch Kapillarsaugung bestimmten spezifischen Oberfläche und der Widerstandsfähigkeit gegen Kompressionsverformung aufweisen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine mikrofotografische Aufnahme der Zwischenräume eines absorbierenden HIPE-Schaumstoffmaterials jener Art, wie es vorzugsweise in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns in den Artikeln hierin verwendet wird.
Fig. 2 der Zeichnungen ist eine aufgeschnittene Darstellung einer wegwerfbaren Windel, bei welcher ein absorbierendes Schaumstoffmaterial als eine stundenglasförmige Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendet wird, die unterhalb einer rechteckigen faserigen Fluid-Erfassungs- /-Verteilungskomponente in einem absorbierenden Windelkern mit Doppelschichtkonfiguration liegt.
Fig. 3 und 4 der Zeichnungen stellen jeweils eine Ansicht von oben und eine Seitenansicht einer alternativen absorbierenden Kerukonfiguration dar, worin eine Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente von einer auf Schaumstoffbasis beruhenden Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente umgeben ist.
Fig. 5 und 6 der Zeichnungen stellen jeweils eine Ansicht von oben und eine Seitenansicht einer anderen alternativen Konfiguration eines absorbierenden Kerns dar, bei welcher eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente in der Form von diskreten Streifen aus Schaumstoffmaterial verwendet wird.
Fig. 7 und 8 der Zeichnungen stellen jeweils eine Ansicht von oben und eine Seitenansicht noch einer anderen alternativen Kernkonfiguration dar, in welcher die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente oberhalb einer darunter anliegenden Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente liegt.
Fig. 9 der Zeichnungen stellt eine auseindergezogene Ansicht der Komponenten einer Windelstruktur ebenfalls mit doppelschichtiger Kernkonfiguration dar, die eine stundenglasförmige Fluid-Erfassungs-/- Verteilungsschichte aufweist, die auf einer Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichte aus absorbierendem Schaumstoff mit einer modifizierten Stundenglasform aufliegt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäßen absorbierenden Artikel können in der Konfiguration von tragbaren wegwerfbaren Produkten hergestellt sein, die imstande sind, signifikante Mengen von wässerigen Körperausscheidungsfluiden (d.h. Flüssigkeiten), wie etwa Urin und Fäces, zu absorbieren. Daher können solche Artikel zum Beispiel in der Form von wegwerfbaren Windeln, Windeleinlagen, Inkontinenzhosen für Erwachsene, Inkontinenzkissen für Erwachsene und dergleichen, die von inkontinenten Personen verwendet werden, hergestellt sein.

ELEMENTE DES ABSORBIERENDEN ARTIKELS

Die absorbierenden Artikel hierin umfassen im allgemeinen drei grundlegende Strukturkomponenten. Eine solche Komponente ist ein längliches flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt. Oben auf dieses Rückenblatt ist ein absorbierender Kern aufgelegt, der selbst zwei oder mehrere unterschiedliche Komponenten oder Schichten umfaßt. Oben auf diesen absorbierenden Kern ist ein wasserdurchlässiges Deckblatt aufgelegt. Das Deckblatt ist jenes Element des Artikels, welches am engsten oder nächsten zur Haut des Trägers angeordnet ist.
Besonders bevorzugte absorbierende Artikel gemäß dieser Erfindung sind wegwerfbare Windeln. Artikel in der Form von wegwerfbaren Windeln werden ausführlich beschrieben in Duncan und Baker, US-PS Re 26.151, ausgegeben am 31. Jänner 1967; Duncan, US-PS 3,592.194, ausgegeben am 13. Juli 1971; Duncan und Gellert, US-PS 3,489.148, ausgegeben am 13. Jänner 1970; Buell, US-PS 3,860.003, ausgegeben am 14. Jänner 1975; Weisman und Goldman, US-PS 4,610.678, ausgegeben am 9. September 1986; Weisman, Houghton und Gellert, US-PS 4,673.402, ausgegeben am 16. Juni 1987 und Alemany und Berg, US-PS 4,874.735, ausgegeben am 30. Mai 1989, welche Patente hierin als Referenz aufgenommen sind. Eine bevorzugte wegwerfbare Windel für den Zweck dieser Erfindung umfaßt einen absorbierenden Kern; ein Deckblatt, welches über einer Seite des Kerns angeordnet oder mit ihr koextensiv ist, sowie ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt, welches über jener Seite des Kerns liegt oder mit ihr koextensiv ist, welche der von dem Deckblatt bedeckten Seite gegenüberliegt Sowohl das Rückenblatt als auch das Deckblatt haben besonders bevorzugt eine größere Breite als jene des Kerns, wodurch Randstreifenabschnitte des Rückenblattes und des Deckblattes vorgesehen sind, die sich über den Kern hinaus erstrecken. Häufig sind das Rückenblatt und das Deckblatt in diesen seitlichen Randstreifenabschnitten miteinander verschmolzen. Die Windel ist vorzugsweise in der Konfiguration eines Stundenglases oder eines modifizierten Stundenglases aufgebaut.
Das Rückenblatt der Artikel hierin kann zum Beispiel aus einer dünnen Kunststoff-Folie aus Polyethylen, Polypropylen oder einem anderen flexiblen feuchtigkeitsabschirmenden Material aufgebaut sein, welches im wesentlichen wasserundurchlässig ist. Polyethylen mit einer erhabenen Abgreifhöhe von etwa 1,5 mil ist besonders bevorzugt.
Das Deckblatt der Artikel hierin kann teilweise oder vollständig hergestellt sein aus synthetischen Fasern oder Folien, die solche Materialien umfassen, wie Polyester, Polyolefin, Rayon oder dergleichen, oder aus natürlichen Fasern, wie etwa Baumwolle. In Faservlies-Deckblättern sind die Fasern in der Regel durch thermische Bindungsverfahren oder durch einen polymeren Binder, wie etwa Polyacrylat, aneinander gebunden. Dieses Blatt ist im wesentlichen porös und gestattet, daß ein Fluid leicht durch es hindurch in den darunterliegenden absorbierenden Kern hindurchgelangt. Das Deckblattmaterial wird vorzugsweise keine Mfinität zum Halten wässeriger Körperfluide im Bereich des Kontakts zwischen dem Deckblatt und der Haut des Trägers aufweisen.
Eine andere geeignete Art von Deckblatt umfaßt die Deckblätter, die aus flüssigkeitsundurchlässigem polymeren Material, wie etwa Polyolefinen, hergestellt sind. Solche Deckblätter können konisch zulaufende Kapillaren von bestimmtem Durchmesser und bestimmter Konizität in dem Deckblatt aufweisen, um einen Strom von ausgeschiedenem Fluid durch das Deckblatt hindurch in den darunterliegenden absorbierenden Kern des Artikels zu gestatten.
Alle in den erfindungsgemäßen Artikeln verwendeten Deckblätter sind relativ hydrophob im Vergleich zu dem absorbierenden Kern der genannten Artikel. Der Aufbau von Deckblättern ist allgemein geoffenbart in Davidson, US-PS 2,905.176, ausgegeben am 22. September 1959; Del Guercio, US-PS 3,063.452, ausgegeben am 13. November 1962; Holliday, US-PS 3,113.570, ausgegeben am 10. Dezember 1963 und Thompson, US-PS 3,929.135, ausgegeben am 30. Dezember 1975, welche Patente hierin als Referenz aufgenommen sind. Bevorzugte Deckblätter sind aus Polyester, Rayon, Rayon/Polyester-Mischungen, Polyethylen oder Polypropylen aufgebaut.

ELEMENTE DES ABSORBIERENDEN KERNS

Ein absorbierender Kern, der selbst zwei oder mehr eigene Komponenten, Zonen oder Schichten umfaßt und der vorzugsweise flexibel ist, ist zwischen dem länglichen Rückenblatt und dem Deckblatt angeordnet, um die absorbierenden Artikel hierin zu bilden. Dieser Kern umfaßt im wesentlichen sowohl eine Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente als auch eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente. Die Fluid- Erfassung/-Verteilungskomponente ist innerhalb des absorbierenden Artikels in einer solchen Weise angeordnet, daß sie wässeriges Körperfluid, welches von dem Träger des Artikels in den absorbierenden Artikel ausgeschieden wurde, aufnimmt oder damit in Kontakt kommt. Die Fluid-Speicher-/- Umverteilungskomponente ist ihrerseits innerhalb des Artikels angeordnet, um mit der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente in Fluidverbindung zu sein. Im Zusammenhang mit der vorilegenden Erfindung sei festgehalten, daß der Ausdruck "Fluid" für "Flüssigkeit" steht.
Solange die Erfassungs-/Verteilungs- und Speicher- /Umverteilungskomponenten miteinander in Fluidverbindung stehen, können sie relativ zueinander in einer großen Vielzahl von Konfigurationen angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind absorbierende Kerne, in welchen die Erfassungs-/Verteilungs- und Speicher-/-Umverteilungskomponenten in einer geschichteten Konfiguration vorliegen. Jedoch werden auch andere positionsmäßige Beziehungen zwischen diesen Komponenten in Betracht gezogen. Bevorzugte Schichtanordnungen sowie andere alternative Konfigurationen absorbierender Kerne sind weiter unten detaillierter beschrieben. Die Natur der Erfassungs-/Verteilungs- und Speicher- /Umverteilungskomponenten selbst wird im Detail wie folgt beschrieben:

DIE FLUID-ERFASSUNGS-/-VERTEILUNGSKOMPONENTE DES ABSORBIERENDEN KERNS

Ein wesentliches Element des absorbierenden Kerns ist eine Fluid- Erfassungs-/-Verteilungskomponente, welche eine poröse hydrophile absorbierende Struktur umfaßt, die bestimmte Fluidleiteigenschaften im Hinbllck auf ausgeschiedene wässerige Körperfluide, z.B. Urin, die durch das Deckblatt des Artikels hindurch auf oder in diese Struktur gelangen, aufweist. Diese Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente dient dazu, solches ausgeschiedenes Körperfluid rasch zu sammeln und temporär zu halten. Da ein solches Fluid häufig in Güssen ausgeschieden wird, muß die Erfassungs-/Verteilungskomponente imstande sein, das Fluid rasch zu erfassen und muß es vorzugsweise auch, z.B. durch Saugwirkung oder andere Mechanismen, von dem Punkt des anfänglichen Fluidkontakts zu anderen Teilen der Erfassungs-/Verteilungskomponente zur eventuellen Absorption in die anliegende Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente transportieren.
Wie angegeben wurde, besteht die hauptsächliche Funktion der Erfassungs-/Verteilungskomponente des absorbierenden Kerns in der Aufnahme von Fluiden, die durch das flüssigkeitsdurchlässige Deckblatt hindurchgelangen, und im Transport solcher Fluide zu anderen Bereichen der Erfassungs-/Verteilungskomponente und in der Folge zu der Speicher- /Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns, die das Fluid hält und auf der Basis von Schaumstoff aufgebaut ist. Dementsprechend sollte die Fluid-Erfassungs-/Verteilungskomponente aus einem absorbierenden Material aufgebaut sein, welches eine anfängliche Fluid-Erfassungsrate von mindestens etwa 2 ml synthetischem Urin pro Sekunde aufweist. Bevorzugter wird die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente ein absorbierendes Material umfassen, welches eine anfängliche Fluid- Erfassungsrate von mindestens etwa 6 ml synthetischem Urin pro Sekunde aufweist. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Fluid- Erfassungsrate durch ein Verfahren bestimmt werden, welches ausführlicher weiter unten im Abschnitt über die TESTMETHODEN beschrieben ist, wobei Messungen jener Zeit erfolgen, die notwendig ist, damit aliquote Anteile einer Testflüssigkeit aus synthetischem Urin, die auf der Oberfläche eines absorbierenden Materials aufgebracht werden, in die innere Struktur des absorbierenden Materials aufgenommen werden. Die "anfängliche" Fluid- Erfassungsrate ist jene Zeit, die für den ersten aliquoten Anteil einer solchen Testflüssigkeit, die in das absorbierende Material aufgenommen werden soll, bestimmt wird, bevor ein solches Material bereits irgendeine Testflüssigkeit aus synthetischem Urin enthält.
Wie oben angegeben, wird ein Material, welches die Fluid-Erfassungs- /-Verteilungskomponente der Artikel hierin umfaßt, vorzugsweise auch in geeigneter Form wirksam für den Transport von absorbierter Flüssigkeit von einem Teil oder einem Bereich der Erfassungs-/-Verteilungskomponente zu einem anderen geeignet sein. Ein sölcher Flüssigkeitstransport wird häufig auf Grund der Neigung der Erfassungs-/Verteilungskomponente des absorbierenden Materials, Flüssigkeit durch ihre Struktur hinweg zu saugen, stattfinden. Dementsprechend hängt eine Messung der Wirksamkeit der Fluidverteilung des zur Bildung der Erfassungs-/Verteilungskomponente verwendeten absorbierenden Materials mit der Fähigkeit eines solchen absorbierenden Materials, synthetischen Urin vertikal aufzusaugen, zusammen.
Die vertikale Saugwirkung kann durch mehrere Methoden gemessen und quantitativ bestimmt werden, jedoch ist ein typischer Indikator von vertikaler Saugleistung die Höhe, bis zu welcher ein vertikal angeordneter Teststreifen aus absorbierendem Material synthetischen Urin aus einem Vorratsbehälter während eines speziellen Zeitraums aufsaugt. Die Fluid- Erfassungs-/-Verteilungskomponente der Artikel hierin wird vorzugsweise aus einem absorbierendem Material gebildet sein, welches eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von mindestens etwa 2 cm aufweist. Bevorzugter wird die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente absorbierendes Material umfassen, welches eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von mindestens etwa 4,5 cm aufweist. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Vertikale Saughöhe durch das Verfahren bestimmt, welches detaillierter in dem Abschnitt über die TESTMETHODEN weiter unten beschrieben wird.
Es kann jedes poröse hydrophile absorbierende Material, welches wässerige Körperfluide in dem oben in bezug auf die Fluid-Erfassungsrate und vorzugsweise auf die Vertikale Saughöhe dargelegten Ausmaß aufzunehmen und zu transportieren imstande ist, als Teil der oder als ganze Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin verwendet werden. Häufig werden solche absorbierenden Materialien in ihrer Natur auf der Basis von Schaumstoffen oder Fasern beruhen.
Eine Art von absorbierendem Material, das zur Verwendung in oder als Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente in den Artikeln hierin in Betracht gezogen wird, umfaßt hydrophilen, flexiblen, offenzelligen polymeren absorbierenden Schaumstoff mit bestimmten Struktureigenschaften. Absorbierende Schaumstoffe, die zur Verwendung in oder als Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente verwendbar sind, sind insbesondere solche, die ein Porenvolumen von etwa 2 bis 100 ml/g, eine durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberfläche von etwa 0,2 bis 1 m²/g, eine Zellengröße von etwa 10 bis 300 Mikron und eine Dichte von etwa 0,01 bis 0,5 g/cm³ aufweisen, sofern die Werte für diese Parameter so ausgewählt sind, daß die absorbierenden Schaumstoffe das oben erwähnte Minimum der Fluid-Erfassungsrate übersteigen. Die Konzepte hinsichtlich Flexibilität, Hydrophihe, Porenvolumen, Kapillarsaugung, spezifischer Oberfläche, Zellengröße und Dichte des Schaumstoffes werden weiter unten detaillierter im Zusammenhang mit der Beschreibung von Schaumstoffmaterialien angegeben, die in der oder als die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin eingesetzt werden sollen.
Eine bevorzugtere Art von absorbierender Struktur zur Verwendung in der oder als die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente umfaßt faserige Vliesstrukturen, die die oben angegebenen Fluidleiteigenschaften aufweisen. Insbesondere können Strukturen, die aus hydrophilen oder hydrophilisierten Fasern hergestellt sind, günstig als die oder in der Fluid- Erfassungs-/-Verteilungskomponente verwendet werden. Die üblichsten Strukturen dieser Art sind faserige Bahnen, die aus Fasern auf Zellulosebasis, z.B. Holzzellstoff-Fasern, hergestellt sind. Solche Bahnen sind zum Beispiel typischerweise im Luftstrom gelegte Strukturen mit einer Trockendichte von etwa 0,04 bis 0,3 g/cm³ und einem Flächengewicht von etwa 0,015 bis 0,35 g/cm². Im Luftstrom gelegte Vliesbahnen aus Holzzellstoff-Fasern dieser Art sind in der Fachwelt als "Luftffiz" bekannt. Eine übliche Art von Luftfilz-Material, welches aus südlichem Weichholz-Kraft-Zellstoff hergestellt ist, wird von The Procter & Gamble Cellulose Company unter dem Namen Foley Fluff in den Handel gebracht.
Andere Arten von Vliesstrukturen, die zur Verwendung als die Fluid- Erfassungs-/-Verteilungskomponente geeignet sind, inkludieren Strukturen, wie etwa mit Tensid behandelte gebundene gekrempelte Bahnen, Bahnen aus schmelzgeblasenen synthetischen Makrofasern oder Mikrofasern, durch Coforming hergestellte Bahnen auf Zellstoffbasis, durch Coforming hergestellte Bahnen auf Basis Stapelfaser und dergleichen. Strukturen dieser Art sind detailliert beschrieben in Latimer et al. Europäische Patentanmeldung EP-A-397.1 10, veröffentlicht am 14. November 1990, die hierin als Referenz aufgenommen ist.
Die bevorzugtesten Bahnstrukturen zur Verwendung als die Fluid- Erfassungs-/-Verteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin sind jene, die aus behandelten Zellulosefasern aufgebaut sind, welche den Strukturen bestimmte Bahn- und Trockendichte-Eigenschaften verleihen und mit geeigneten Flächengewichten eingesetzt werden. Insbesondere werden jene Abschnitte oder Regionen solcher bevorzugter Erfassungs- /Verteilungskomponenten auf Faserbasis, auf die ausgeschiedene Körperfluide auftreffen, vorzugsweise eine durchschnittliche Trockendichte von weniger als etwa 0,30 g/cm³ am Punkt ihrer Verwendung als ein Absorbens und eine durchschnittliche Dichte bei der Durchnässung bis zur Sättigung mit synthetischem Urin (Jayco, wie weiter unten beschrieben wird), bezogen auf Trockengewicht, von weniger als etwa 0,20 g/cm³, bevorzugter weniger als etwa 0,15 g/cm³ aufweisen. Noch bevorzugter werden die durchschnittliche Trockendichte und die Dichte nach dem Durchnässen bis zur Sättigung für beides zwischen etwa 0,02 g/cm³ und 0,20 g/cm³, am bevorzugtesten zwischen etwa 0,02 g/cm³ und etwa 0,15 g/cm³ liegen. Das durchschnittliche Trockeuflächengewicht des Abschnitts oder der Region der bevorzugten auf Faserbasis beruhenden Erfassungs-/Verteilungskomponenten, auf die ausgeschiedenes Körperfluid auftrifft, wird in der Regel im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 0,10 g/cm², bevorzugter von etwa 0,01 bis etwa 0,08 g/cm², am bevorzugtesten von etwa 0,015 bis etwa 0,04 g/cm² liegen.
Alle oben genannten Werte für Dichte und Flächengewicht sind auf Trockenbasis berechnet (bei einem Feuchtigkeitsgleichgewichtsgehalt von nicht mehr als etwa 6%). Die Dichte und das Flächengewicht werden im allgemeinen über die Erfassungs-/Verteilungskomponente hinweg gleichmäßig sein, obwohl auch ungleichmäßige Dichte und/oder Flächengewicht sowie Dichte- und oder Flächengewichtsgradienten hierin umfaßt sein sollen. Somit können die fluidabsorbierenden Bereiche der Erfassungs-/Verteilungskomponente Regionen von relativ höheren oder relativ niedrigeren Werten für Dichte und Flächengewicht innerhalb der oben genannten Bereiche enthalten.
Die Werte für durchschnittliche Trockendichte und durchschnittliche Dichte nach dem Durchnässen bis zur Sättigung mit synthetischem Urin werden auf der Basis des Gewichts der trockenen Struktur und der Messung der Abgreifhöhe der trockenen oder nassen Struktur bestimmt. Sowohl die trockene Abgreiffiöhe als auch die Abgreiffiöhe nach dem Durchnässen bis zur Sättigung werden unter einem Sperrdruck auf die Struktur von 0,2 psi (1,43 kpaj gemessen. Die durchschnittliche Dichte nach dem Durchnässen bis zur Sättigung wird aus dem Trockenflächengewicht und der Abgreiffiöhe der gesättigten Schichte berechnet. Die Abgreifhöhe der gesättigten Struktur wird gemessen, nachdem die Struktur (unter Bedingungen ohne Sperrdruck) mit Testfluid aus synthetischem Urin gesättigt und bis zur Erreichung des Gleichgewichts stehengelassen wurde.
Absorbierende faserige Vijesstrukturen, die Fluid-Erfassungs-/- Verteilungskomponenten zur Verfügung stellen und die oben genannten Eigenschaften hinsichtlich Dichte und Flächengewicht aufweisen, sind am bevorzugtesten im wesentlichen aus hydrophilen chemisch versteiften Fasern auf Zellulosebasis aufgebaut. Solche Fasern auf Zellulosebasis sind in der Regel Holzzellstoff-Fasern, die mit einem chemischen Intrafaser- Versteifungsmittel versteift oder auf andere Weise bearbeitet wurden, sodaß sie zu einer verdrehten, kräuseligen Konfiguration verformt sind. Solche stark bevorzugte Ausführungsformen von Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente umfassen somit eine faserige Vliesbahn, die zu etwa 50% bis 100%, bevorzugter zu etwa 75% bis 100%, bezogen auf das Gewicht der Bahn, aus chemisch versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis und zu 0 Gew.% bis etwa 50 Gew.%, bevorzugter zu 0 Gew.% bis etwa 25 Gew.%, aus einem Bindemittel für solche Fasern aufgebaut ist.
Für die Zwecke dieser Erfindung bedeutet der Ausdruck "chemisch versteifte Fasern" alle Fasern, die durch chemische Mittel zur Steigerung der Steifheit solcher Fasern sowohl unter trockenen als auch unter wässerigen Bedingungen behandelt wurden. Solche chemische Mittel umfassen den Zusatz von chemischen Versteifungsmitteln, die die Fasern zum Beispiel beschichten und/oder imprägnieren. Solche chemische Mittel umfassen auch die Versteifung der Fasern durch Veränderung der chemischen Struktur der Fasern selbst, z.B. durch Vernetzung von Polymerketten innerhalb der Fasern.
Für beispielhafte Zwecke umfassen polymere Versteifungsmittel, welche die Fasern auf Zellulosebasis beschichten oder imprägnieren können: kationisch modifizierte Stärke, die stickstoffhaltige Gruppen enthält (z.B. Aminogruppen), wie jene, die von National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA erhältlich sind; Latex; Naßfestigkeitsharze, wie etwa Polyamid-Epichlorhydrin-Harz (z.B. Kymene 557H, Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, USA), Polyacrylamidharze, die zum Beispiel in Coscia et al., US-PS 3,556.932, ausgegeben am 19. Jänner 1971, beschrieben sind, sowie auch zum Beispiel das im Handel erhältlich Polyacrylamid, das von der American Cyanamid Co., Stanford, CT, USA, unter dem Handelsnamen Parez 631 NC auf den Markt gebracht wird; Hamstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehyd-Harze; sowie Polyethylenimin-Harze. Eine allgemeine Abhandlung über Naßfestigkeitsharze, die auf dem Papiergebiet verwendet werden, inklusive solcher, die hierin als Faserversteifungsmittel verwendbar sind, kann in der TAPPI Monographien-Reihe Nr.29. "Wet Strength in Paper and Paperboard" ("Naßfestigkeit in Papier und Pappe"), Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965) gefunden werden.
Bevorzugter werden die chemisch versteiften Fasern, die in der Erfassungs-/Verteilungskomponente verwendet werden können, mit Hilfe einer chemischen Reaktion versteift. Insbesondere können Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden, die anschließend an diese Aufbringung dazu veranlaßt werden, auf chemische Weise Intrafaser-Vernetzungsbindungen zu bilden. Diese Vernetzungsbindungen dienen dazu, die Steifheit der Fasern zu erhöhen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter (d.h. gefluffter) Form versteift sind, sind zum Beispiel geoffenbart in Bernardin, US-PS 3,224.926, ausgegeben am 21. Dezember 1965; Chung, US-PS 3,440.135, ausgegeben am 22. April 1969; Chatterjee, US-PS 3,932.209, ausgegeben am 13. Jänner 1976 und Sangenis et al., US-PS 4,035.147, ausgegeben am 12. Juli 1977. Bevorzugtere Fasern sind geoffenbart in Dean et al., US-PS 4,822.453, ausgegeben am 18. April 1989, Dean et al., US-PS 4,888.093, ausgegeben am 19. Dezember 1989, Moore et al., US-PS 4,898.642, ausgegeben am 6. Februar 1990 und Lash et al., US-PS 4,935.022, ausgegeben am 19. Juni 1990. Alle diese Patente sind hierin als Referenz aufgenommen. Zusätzlich zu der Tatsache, daß sie hydrophil sind, bleiben diese versteiften Fasern auch beim Durchnässen steif. Daher kollabieren solche aus diesen Fasern hergestellte bevorzugte Bahnen nicht so, wie dies Bahnen aus üblichen unversteiften Fasern tun, wenn sie naß werden. Auf dieser Eigenschaft beruht somit die Erfassungs- /Verteilungsschichte mit der verbesserten Fähigkeit, Fluide aus zweiten und anschließenden Ausscheidungen, mit welchen die Erfassungs- /Verteilungskomponente zusammentrifft, zu erfassen und zu verteilen.
Geeignete Faserversteifungsmittel vom Typ der Vernetzungsmittel umfassen monomere Vernetzungsmittel, inklusive, jedoch ohne Beschränkung auf dieselben, C&sub2;-C&sub8;-Dialdehyde und C&sub2;-C&sub8;-Monoaldehyde mit einer Säurefunktion. Diese Verbindungen sind imstande, mit mindestens zwei Hydroxylgruppen in einer einzigen Zellulosekette oder an benachbart lokalisierten Zelluloseketten in einer einzelnen Faser zu reagieren. Spezielle Vernetzungsmittel, die zur Verwendung bei der Herstellung der versteiften Zellulosefasern in Betracht gezogen werden, umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd und Glyoxylsäure. Andere geeignete Versteifungsmittel umfassen Polycarboxylate, wie etwa Zitronensäure. Die polycarboxylischen Versteifungsmittel und ein Verfahren zur Herstellung versteifter Fasern unter Verwendung solcher Mittel sind beschrieben in der US Ser.Nr. 596.606, angemeldet am 17. Oktober 1990, (die der kanadischen Patentschrift Nr. 2028977-5 entspricht, die seit 8. Mai 1991 erhältlich ist), welche hierin als Referenz aufgenommen ist.
Für die bevorzugtesten versteiften Fasern auf Zellulosebasis wird bei der chemischen Behandlung Intrafaser-Vernetzung mit Vernetzungsmitteln der oben genannten Art erreicht, wobei solche Fasern in einem relativ entwässerten, defibrierten (d.h. individualisierten), gedrehten, gekräuselten Zustand vorliegen. Der Effekt der Vernetzung unter diesen Bedingungen ist der, versteifte Fasern zu bilden, die ihre verdrehte, gekräuselte Konfiguration während der Verwendung in der Erfassungs-/-Verteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin beibehalten.
Das Ausmaß, bis zu welchem die bevorzugten chemisch versteiften Fasern auch verdreht und gekräuselt sind, kann quantitativ durch Bezugnahme sowohl auf eine "Verdrehungszahl" der Faser als auch einen "Kräuselfaktor" der Faser bestimmt werden. Wie er hierin verwendet wird, bezieht sieh der Ausdruck "Verdrehungszahl" auf die Anzahl der Verdrehungsknoten, die in einer bestimmten Faserlänge vorliegen. Die Verdrehungszahl wird als ein Mittel zur Messung des Ausmaßes verwendet, bis zu welchem eine Faser um ihre Längsachse verdreht ist. Der Ausdruck "Verdrehungsknoten" bezieht sich auf eine im wesentlichen achsiale Rotation von 180º um die Längsachse der Faser, wobei ein Abschnitt der Faser (d.h. der "Knoten") im Verhältnis zum Rest der Faser bei Betrachtung unter einem Mikroskop mit durchgehendem Licht dunkel erscheint. Der Verdrehungsknoten erscheint dunkel an jenen Stellen, wo das durchgehende Licht aufgrund der oben erwähnten Verdrehung durch eine zusätzliche Faserwand hindurchgeht. Der Abstand zwischen den Knoten entspricht einer achsialen Drehung von 180º. Die Anzahl der Verdrehungsknoten in einer bestimmten Faserlänge (d.h. die Verdrehungszahl) ist ein direktes Maß für den Grad der Faserverdrehung, die ihrerseits einen physikalischen Parameter der Faser darstellt. Die Verfahrensmaßnahmen zur Bestimmung der Verdrehungsknoten und der Gesamtverdrehungszahl sind in der oben erwähnten US-PS 4,898.642 beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Zellulosefasern werden eine durchschnittliche Verdrehungszahl der trockenen Faser von mindestens etwa 2,7, vorzugsweise mindestens etwa 4,5 Knoten pro Millimeter aufweisen. Weiters sollte die durchschnittliche Verdrehungszahl der nassen Faser für diese Fasern vorzugsweise bei mindestens etwa 1,8, vorzugsweise mindestens etwa 3,0 liegen und sollte auch vorzugsweise mindestens etwa 0,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger betragen als die durchschnittliche Verdrehungszahl der trockenen Faser. Sogar noch bevorzugter sollte die durchschnittliche Verdrehungszahl der trockenen Faser mindestens etwa 5,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter betragen und die durchschnittliche Verdrehungszahl der nassen Faser sollte mindestens etwa 4,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter betragen und sollte auch mindestens 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger betragen als die durchschnittliche Verdrehungszahl der trockenen Faser. Bevorzugter sollte die durchschnittliche Verdrehungszahl der trockenen Faser mindestens etwa 6,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter betragen und die durchschnittliche Verdrehungszahl der nassen Faser sollte mindestens etwa 5,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter betragen und sollte auch mindestens 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger betragen als die durchschnittliche Verdrehungszahl der trockenen Fasern.
Zusätzlich zu der Tatsache der Verdrehung sind die bevorzugt in der Erfassungs-/Verteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin verwendeten Fasern auch gekräuselt. Faserkräuselung kann als die anteilsmäßige Verkürzung der Faser durch Knicke, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser beschrieben werden. Das Ausmaß der Faserkräuselung kann quantitativ durch Bezugnahme auf einen Faser- Kräuselfaktor festgelegt werden. Der Faser-Kräuselfaktor, eine zweidimensionale Messung der Kräuselung, wird dadurch bestimmt, daß die Faser in einer zweidimensionalen Ebene betrachtet wird. Zur Bestimmung des Kräuselfaktors werden sowohl die projizierte Länge der Faser als die längste Dimension eines zweidimensionalen Rechtecks, welches die Faser umfaßt, LR, als auch die tatsächliche Länge der Faser, LA, gemessen. Der Kräuselfaktor der Faser kann dann aus der folgenden Gleichung errechnet werden:
Kräuselfaktor = (LA/LR) - 1.
Ein Verfahren der Bildanalyse, das zur Messung von LR und LA verwendet werden kann, ist in der oben angegebenen US-PS 4,898.642 beschrieben. Vorzugsweise werden die in der Erfassungs- /Verteilungsschichte der absorbierenden Artikel hierin verwendeten Fasern einen Kräuselfaktor von mindestens etwa 0,30 und werden bevorzugter einen Kräuselfaktor von mindestens etwa 0,50 aufweisen.
Das Ausmaß der Versteifung in Abhängigkeit von der Art und Menge des verwendeten Versteifungsmittels (z.B. Vernetzungsmittels), das Ausmaß der Dehydratisierung der Fasern während der Härtung des Vernetzungsmittels und die Härtungszeit sowie die Härtungsbedingungen beeinflussen die Fähigkeit der Faser, Fluid aufzunehmen, sowie die Tendenz der Faser zur Quellung.
Die Fasersteifigkeit kann durch Bezugnahme auf den Wasserretentionswert (WRV) der in den Erfassungs-/Verteilungskomponenten der absorbierenden Artikel hierin verwendeten versteiften Fasern auf Zellulosebasis quantitativ bestimmt werden. Der WRV ist ein Maß für die Wassermenge, die von einer Fasermasse zurückgehalten wird, nachdem praktisch das gesamte Interfaser-Wasser entfernt worden ist. Ein anderer Parameter, der zur Kennzeichnung der Natur der durch Vernetzung der Fasern in relativ dehydratisierter Form gebildeten versteiften Fasern verwendet werden kann, ist der Alkoholretentionswert (ARV). Der ARV ist ein Maß für den Grad, bis zu welchem ein Fluid, z.B. Isopropylalkohol, das im wesentlichen keine Faserquellung hervorrüft, von den versteiften Fasern aufgenommen wird. Der ARV der versteiften Fasern steht in direktem Zusammenhang mit dem Ausmaß, in welchem die Fasern mit der Lösung des Vernetzungsmittels während des Versteifungsverfahrens gequollen werden. Relativ höhere ARVs bedeuten, daß die Fasern im allgemeinen auf ein relativ größeres Ausmaß während der Vernetzung gequollen wurden. Verfahren zur Bestimmung von WRV und ARV sind in der oben erwähnten US-PS 4,898.642 beschrieben.
Der WRV für die versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern, die in den bevorzugten Erfassungs-/Verteilungsschichten hierin verwendet werden, wird im allgemeinen im Bereich zwischen etwa 28% und etwa 50% liegen. Bei bevorzugteren Ausführungsformen kann der WRV der Fasern im Bereich von etwa 30% bis 45% liegen. Fasern mit einem WRV innerhalb dieser Bereiche scheinen ein optimales Gleichgewicht von durch Quellung induzierter Entdrehung und Fasersteifheit zu liefern.
Die zur Verwendung in der Erfassungs-/Verteilungskomponente hierin bevorzugten versteiften Zellulosefasern sind auch jene, die einen ARV (Isopropylalkohol) von weniger als etwa 30% aufweisen. Die Begrenzung, daß solche Fasern einen ARV (Isopropylalkohol) von weniger als etwa 30% aufweisen sollen, ist ein Hinweis auf den relativ dehydratisierten ungequollenen Zustand dieser Fasern während des Versteifungsverfahrens. Bevorzugter wird der ARV (Isopropylalkohol) der für die Erfassungs- /Verteilungskomponente verwendbaren Fasern bei weniger als etwa 27% liegen.
Die versteiften Zellulosefasern hierin, die die oben angegebenen bevorzugten Eigenschaften hinsichtlich Verdrehungszahl, Kräuselfaktor, WRV und ARV aufweisen, können durch interne Vernetzung solcher Fasern in relativ dehyratisierter Form hergestellt werden, während oder nachdem solche Fasern getrocknet und defibriert (d.h. "geflufft") werden oder wurden, wie in der oben angegebenen US-PS 4,898.642 beschrieben ist. Andere Verfahren zur Herstellung von hydrophilen, chemisch versteiften Fasern sind jene, die in den oben angegebenen US-Psen 3,224.926, 3,440.135, 3,932.209 und 4,035.147 beschrieben sind.
Unter Bezugnahme auf übliche nicht versteifte Fasern auf Zellulosebasis bilden die vernetzten, verdrehten, versteiften Fasern, wie sie oben beschrieben wurden, Blätter oder Bahnen mit relativ niedriger Reißfestigkeit, insbesondere in ungetrocknetem Zustand. Um daher die Bearbeitung zu erleichtern und den Zusammenhalt der Ausführungsformen von Erfassungs-/Verteilungskomponente, die aus versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis erstellt wurden, zu erhöhen, kann ein Bindemittel in integrierter Form in oder auf die Bahnstruktur der Erfassungs-/Verteilungsschichte eingearbeitet werden. Dies kann durch Zusatz des Bindemittels zu den versteiften Fasern vor der Bahnbildung (Bahnbildung durch Naßlegung oder Legung im Luftstrom), durch Aufbringen des Bindemittels (z.B. Bindemittel als chemisches Additiv) auf eine naßgelegte Bahn nach dem Ablegen der Bahn auf dem Formungssieb und vor der Trocknung, durch Aufbringen des Bindemittels auf eine getrocknete Bahn (nach dem Naßlegen) oder durch eine beliebige Kombination dieser Verfahren zur Aufbringung des Bindemittels erfolgen.
Geeignete Bindemittel als Zusatz zu oder in Kombination mit den versteiften Fasern auf Zellulosebasis entweder durch Luftlegeverfahren oder vor der Bildung der nassen Bahn aus einer Pulpenaufschlämmung umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, eine Vielzahl von faserigen Materialien auf Zellulosebasis oder synthetischer Basis. Solche faserigen Materialien umfassen nicht-versteifte Fasern auf Zellulosebasis (d.h. übliche Zellstoff- Fasern auf Zellulosebasis), stark gemahlene, nicht-versteifte Fasern auf Zellulosebasis, die bis zu einem Freiheitsgrad nach Canadischem Standard (CSF) von weniger als etwa 20ºCSF, bevorzugter von etwa 10ºCSF bis etwa 20ºCSF, gemahlen sind, sowie Materialien auf Zellulosebasis mit großer Oberfläche, wie etwa expandierte Zellulosefasern. Faserige Bindemittel dieser Art sind ausführlicher beschrieben in der US-Patentanmeldung Ser.Nr.
071625.776, angemeldet am 17. Dezember 1990, die hierin als Referenz aufgenommen ist.
Andere Arten von Bindemitteln, die in Kombination mit den versteiften Fasern auf Zellulosebasis in der Erfassungs- /Verteilungskomponente verwendet werden können, umfassen chemische Additive als Bindemittel, wie etwa Harze, Latex-Materialien, Stärken und modifizierte Stärken sowie thermoplastische Bindemittel. Diese Arten von Bindemitteln auf der Basis chemischer Additive sind auch detaillierter in der oben erwähnten US Ser.Nr. 07/625.776 beschrieben. Wie angegeben, kann das Bindemittel, wenn es vorliegt, zu bis etwa 50 Gew.% der Erfassungs- /Verteilungskomponente ausmachen. Bevorzugter wird das Bindemittel etwa 1% bis 25%, bezogen auf das Gewicht der Erfassungs- /Verteilungskomponente, ausmachen.
Die bevorzugten Strukturen der faserigen nicht-gewebten Erfassungs- /Verteilungskomponente, die versteifte, verdrehte, gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis mit oder ohne Bindemittel umfassen, können entweder durch Legen im Luftstrom oder durch Naßlegeverfahren zur Bildung von Bahnen beliebiger gegebener gewünschter Dichte und beliebigem gegebenem gewünschtem Flächengewicht hergestellt werden. Versteifte faserhaltige Strukturen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können im Luftstrom nach Verfahren gelegt werden, die dem Fachmann auf dem Gebiet des Luftlegens von Fasern auf Zellulosebasis bekannt sind. Im allgemeinen kann das Legen im Luftstrom so durchgeführt werden, daß ein Luftstrom, welcher die versteiften Fasern in im wesentlichen trockenem Zustand enthält, auf ein Drahtsieb bemessen wird und die entstehende Bahn gegebenenfalls auf die gewünschte Dichte komprimiert wird. Andererseits können die Fasern ohne Kompression im Luftstrom auf die gewünschte Dichte gelegt werden. Die luftgelegte Bahn wird mindestens etwa 50% versteifte Fasern auf Zellulosebasis gemäß obiger Beschreibung umfassen und kann bis zu und inklusive 100% solcher Fasern umfassen. Die Bahn kann gegebenenfalls Bindemittel enthalten, die ebenfalls weiter unten beschrieben werden, oder sie kann andere wahlweise Komponenten, wie etwa Bestandteile zur Veränderung der Fluidleiteigenschaften der Bahn (z.B. hydrophile oberflächenaktive Mittel) oder zur Verbesserung der Absorptionsfähigkeit (z.B. polymere gelbildende Mittel) und dergleichen enthalten.
Die bevorzugten faserigen Vliesstrukturen der Erfassungs- /Verteilungskomponente, die versteifte, verdrehte, gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis umfassen, können auch durch Naßlegen hergestellt werden. Verfahren zum Naßlegen von faserigem Material auf Zellulosebasis zur Bildung von Blättern, wie etwa trockener Wickelwatte und Papier, sind in der Fachwelt allgemein bekannt. Diese Verfahren sind allgemein anwendbar auf das Naßlegen der versteiften Fasern zur Bildung naßgelegter Blätter, die für die vorliegende Erfindung verwendbar sind. Geeignete Naßlegeverfahren sind u.a. Handblattschöpfung und Naßlegen unter Verwendung von Papiermaschinen, wie zum Beispiel in Sanford et al., US-PS 3,301.746, ausgegeben am 31. Jänner 1967, geoffenbart ist. Durch das Verhalten der versteiften Fasern, insbesondere ihre Tendenz zur Flockenbildung in wässerigen Aufschlämmungen, werden bestimmte Prozeßmodifikationen, die später beschrieben werden, bevorzugt durchgeführt, wenn mit Papiermaschinen im Naßlegeverfahren gearbeitet wird.
Im allgemeinen können naßgelegte Bahnen durch Ablegen einer wässerigen Faseraufschlämmung auf ein löchriges Formungssieb, Entwässerung der naßgelegten Aufschlämmung zur Bildung einer nassen Bahn und Trocknung der nassen Bahn hergestellt werden. Vorzugsweise werden die wässerigen Aufschlämmungen der Fasern für das Naßlegen eine Faserkonsistenz zwischen etwa 0,05% und etwa 2,0%, vorzugsweise zwischen etwa 0,05% und etwa 0,2%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, aufweisen. Das Ablegen der Aufschlämmung wird in der Regel unter Verwendung einer Vorrichtung erreicht, die in der Fachwelt als Stoffauflaulkasten bekannt ist. Der Stoffauflaufkasten hat eine Öffnung, die als ein Ausflußschlitz bekannt ist, um die wässerige Aufschlämmung der Fasern auf das durchlässige Formungssieb zu liefern. Das durchlässige Formungssieb wird in der Fachwelt oft als ein Fourdrinier-Sieb bezeichnet. Das Fourdrinier-Sieb kann eine solche Konstruktion und Maschengröße aufweisen, wie sie für trockene Wickelwatte oder andere Papierherstellungsverfahren verwendet werden. Vorzugsweise werden Maschengrößen von etwa 70 bis etwa 100 (Tyler Standard-Siebskala) verwendet. (Alle Maschengrößen, auf die hierin Bezug genommen wird, sollen auf die Tyler Standard-Siebskala bezogen sein, wenn nicht speziell anders angegeben ist.) Es können übliche Ausführungsformen von Stoffauflaulkästen, die in der Fachwelt für trockene Wickelwatte und die Bildung von Tissue-Blatt bekannt sind, verwendet werden. Geeignete im Handel erhältliche Stoffauflaulkästen inkludieren zum Beispiel Stoffaullaulkästen mit fixem Dach, doppeltem Sieb und Trommelbildung.
Sobald die nasse Bahn gebildet ist, wird sie entwässert und getrocknet. Die Entwässerung kann mit Saugkästen oder anderen Vakuumeinrichtungen vorgenommen werden. In der Regel steigert die Entwässerung die Faserkonsistenz auf Werte zwischen etwa 8% und etwa 45%, bezogen auf das Gesamtgewicht der nassen Bahn, vorzugsweise auf Werte zwischen etwa 8% und etwa 22%. Eine Entwässerung auf Konsistenzen von mehr als 22% kann ein Naßpressen erfordern und ist weniger bevorzugt. Nach der Entwässerung kann die Bahn, muß jedoch nicht, von dem Formungssieb auf einen Trockenstoff übertragen werden, der die Bahn zum Trockenapparat transportiert. Der Trockenstoff ist vorzugsweise gröber als das Formungssieb, um die Trocknungswirkung zu steigern. Der Trockenstoff hat etwa 30% bis etwa 50% offene Fläche und etwa 15% bis etwa 25% Buckelfläche, wie etwa ein 31 X 25 35 Stoff (Satinwebe), der zur Steigerung der Buckelfläche auf einen Wert innerhalb des bevorzugten Bereichs gesandet wurde. Mikrokontraktion im nassen Zustand wird vorzugsweise während der Übertragung von dem Formungssieb auf den Stoff vorgenommen. Mikrokontraktion im Nassen kann dadurch erreicht werden, daß das Formungssieb mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die etwa 5% bis etwa 20% schneller ist als die Geschwindigkeit, mit der der Stoff angetrieben wird.
Die Trocknung kann mit einem thermischen Durchblasetrockner oder einer Vakuumeinrichtung, wie etwa einer Saugbox, erfolgen, wobei thermische Durchblasetrocknung bevorzugt wird. Die naßgelegten Bahnen werden vorzugsweise bis zur Vollständigkeit (im allgemeinen auf eine Faserkonsistenz zwischen etwa 90% und etwa 95%) mit den thermischen Durchblasetrocknern getrocknet. Es wird angenommen, daß die Durchblasetrocknung die Bahnen der versteiften Fasern wegen des hohen Leervolumens der Bahnen wirksam trocknet. Dampftrommel- Trockenvorrichtungen, die in der Fachwelt bekannt sind, wie etwa Yankee- Trommeltrockner, können ebenfalls verwendet werden, sind jedoch weniger bevorzugt. Von Trommeltrocknern nimmt man an, daß sie zur Trocknung der Bahnen der versteiften Fasern weniger wirksam sind und auch die Bahnen kompaktieren können. Die getrockneten Bahnen werden vorzugsweise nicht gekreppt.
Die Bahnstrukturen, die die versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis enthalten, ob sie nun luftgelegt oder naßgelegt sind, können zu den absorbierenden Kernen der absorbierenden Artikel hierin in einer Weise verarbeitet werden, wie sie weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise die Vliesbahn aus versteiften Fasern auf Zellulosebasis als eine Erfassungs-/Verteilungsschichte verwendet, die auf eine absorbierende Struktur auf Schaumstoffbasis aufgelegt wird, welche die Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichtkomponente der absorbierenden Artikel hierin bildet.

FLUID-SPEICHER-/-UMVERTEILUNGSKOMPONENTE DES ABSORBIERENDEN KERNS

Zusätzlich zu der oberen Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente enthalten die absorbierenden Kerne der absorbierenden Artikel hierin im wesentlichen auch eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente, die ein polymeres absorbierendes Schaumstoffmaterial umfaßt. Diese Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente wird in Fluidverbindung mit der Fluid- Erfassungs-/-Verteilungskomponente gehalten, sodaß Urin und andere wässerige Körperfluide, die in der Erfassungs-/Verteilungskomponente vorliegen, von dem polymeren Schaumstoffmaterial in der Fluid-Speicher-/- Umverteilungskomponente absorbiert werden können.
Die polymeren Schaumstoffe, die in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendet werden, können im allgemeinen als die Strukturen gekennzeichnet werden, die entstehen, wenn ein relativ monomerfreies Gas oder eine relativ monomerfreie Flüssigkeit in Blasenform in einer polymerisierbaren monomerhaltigen Flüssigkeit dispergiert wird und anschließend die polymerisierbaren Monomeren in der monomerhaltigen Flüssigkeit, die die Blasen umgibt, polymerisiert werden. Die entstehende polymerisierte Dispersion kann in der Form einer porösen verfestigten Struktur vorliegen, die ein Zellenaggregat darstellt, wobei die Grenzen oder Wände dieser Zellen festes polymerisiertes Material umfassen. Die Zellen selbst enthalten das relativ monomerfreie Gas oder die relativ monomerfreie Flüssigkeit, welche vor der Polymerisation die "Blasen" in der flüssigen Dispersion gebildet hatten.
Wie ausführlicher weiter unten beschrieben werden wird, sind die bevorzugten polymeren Schaumstoffmaterialien, die als Absorbentien in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns verwendbar sind, solche, die durch Polymerisation einer speziellen Art einer Wasser-in-Öl-Emulsion hergestellt werden. Eine solche Emulsion wird aus einer relativ geringen Menge einer polymerisierbaren monomerhaltigen Ölphase und einer relativ größeren Menge einer relativ monomerfreien Wasserphase gebildet. Die relativ monomerfreie, diskontinuierliche "interne" Wasserphase bildet somit die dispergierten "Blasen", die von der kontinuierlichen polymerisierbaren monomerhaltigen Ölphase umgeben sind. Die anschließende Polymerisation der Monomeren in der kontinuierlichen Ölphase bildet die zelluläre Schaumstoffstruktur. Die in der Schaumstoffstruktur nach der Polymerisation verbleibende wässerige Flüssigkeit kann durch Auspressen und/oder Trocknen des Schaumstoffes entfernt werden.
Polymere Schaumstoffe, inklusive der bevorzugten Schaumstoffe, die aus den hierin genannten Wasser-in-Öl-Emulsionen hergestellt wurden, können relativ geschlossenzelligen oder relativ offenzelligen Charakter aufweisen, je nachdem, ob und/oder wieweit die Zellwände oder Begrenzungen, d.h. die Zellenfenster, mit polymerem Material gefüllt oder aufgenommen sind. Die in den absorbierenden Artikeln und Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbaren polymeren Schaumstoffmaterialien sind solche, die relativ offenzellig sind, insofern als die Einzelzellen des Schaumstoffes zum größten Teil nicht vollständig voneinander durch polymeres Material der Zellwände isoliert sind. Somit haben die Zellen in solchen im wesentlichen offenzelligen Schaumstoffstrukturen interzelluläre Öffnungen oder "Fenster", die groß genug sind, um einen guten Fluidtransfer von einer Zelle zur anderen innerhalb der Schaumstoffstruktur zu gestatten.
In den im wesentlichen offenzelligen Strukturen des hierin verwendbaren Typs wird der Schaumstoff im allgemeinen einen vernetzten Charakter aufweisen, wobei die einzelnen Zellen durch eine Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden dreidimensionalen verzweigten Bahnen definiert sind. Die Stränge des Polymermaterials, die die verzweigten Bahnen der offenzelligen Schaumstoffstruktur ausmachen, können als "Streben" bezeichnet werden. Für Zwecke der vorliegenden Erfindung ist ein Schaumstoffmaterial "offenzellig", wenn mindestens 80% der Zellen in der Schaumstoffstruktur in Fluidverbindung mit mindestens einer benachbarten Zelle stehen. Andererseits kann ein Schaumstoffmaterial als im wesentlichen offenzellig bezeichnet werden, wenn es ein verfügbares Porenvolumen gemäß später folgender Beschreibung aufweist, welches den Minimalwert für diesen Parameter, der auch weiter unten festgesetzt ist, überschreitet.
Zusätzlich zu der Tatsache, daß die Absorbentien aus polymerem Schaumstoff, die im wesentlichen in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente der Artikel hierin verwendet werden, offenzellig sind, sind sie ihrem Charakter nach auch hydrophil. Die Schaumstoffmaterialien hierin müssen ausreichend hydrophil sein, um zu gestatten, daß der Schaumstoff wässerige Körperfluide in den weiter unten angegebenen Mengen absorbiert. Wie später im Hinblick auf bevorzugte Schaumstoffarten und Methoden zur Schaumstoffherstellung besprochen wird, können die inneren Oberflächen der Schaumstoffe hierin mit Hilfe der speziellen zur Verwendung bei der Herstellung der polymeren Schaumstoffe ausgewählten Monomeren, durch restliche Hydrophilisierungsmittel, die nach der Polymerisation in der Schaumstoffstruktur zurückgelassen werden, oder durch ausgewählte Behandlungsverfahren für den Schaumstoff nach der Polymerisation, die zur Veränderung der Oberflächenenergie des die Schaumstoffstruktur bildenden Materials verwendet werden können, hydrophil gemacht werden.
Das Ausmaß, bis zu welchem polymere Schaumstoffstrukturen, wie etwa solche, die in dieser Erfindung verwendet werden, "hydrophil" sind, kann quantitativ durch Bezugnahme auf die "Adhäsionsspannung" bestimmt werden, die von solchen Schaumstoffen im Kontakt mit einer absorbierbaren Testflüssigkeit gezeigt wird. Die Adhäsionsspannung ist definiert durch die Formel
AT = γ COS θ
worin AT die Adhäsionsspannung in dyn/cm ist;
γ ist die Oberflächenspannung einer Testflüssigkeit, die von dem Schaumstoffmaterial absorbiert ist, in dyn/cm;
θ ist der Kontaktwinkel in Grad zwischen der Oberfläche des polymeren Schaumstoffmaterials und dem Vektor, der die Tangente für die Testflüssigkeit an jenem Punkt darstellt, an welchem die Testflüssigkeit die Oberfläche des Schaumstoffpolymers berührt.
Für jedes beliebige hydrophile Schaumstoffmaterial kann die Adhäsionsspannung, die von dem Schaumstoffmaterial gezeigt wird, experimentell durch Verwendung eines Verfanrens bestimmt werden, bei welchem die Gewichtsaufnahme einer Testflüssigkeit, z.B. von synthetischem Urin, für eine Schaumstoffprobe bekannter Dimensionen und bekannter durch Kapifiarsaugung bestimmter spezifischer Oberfläche gemessen wird. Ein solches Verfahren wird detaillierter in dem später folgenden Abschnitt über die TESTMETHODEN beschrieben. Die Schaumstoffe, die als Absorbentien in der erfmdungungsgemäßen Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendbar sind, sind im allgemeinen solche, die bis zu einem solchen Ausmaß hydrophil gemacht wurden, daß sie bei der Bestimmung der durch Kapillarsaugung erfolgten Aufnahme von synthetischem Urin, der eine oberflächenspannung von 65 ± 5 dyn/em hat, eine Adhäsionsspannung von etwa 15 bis 65 dyn/cm, bevorzugter von etwa 20 bis 65 dyn/cm, aufweisen.
Zusätzlich zu der Tatsache, daß sie "offenzellig" und "hydrophil" sind, sind die in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente der absorbierenden Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbaren polymeren Schaumstoffmaterialien solche, die Leistungseigenschaften z.B. Fluidleiten, aufweisen, durch welche solche Schaumstoffe als Absorbentien für die wässerigen Körperfluide, die in die Fluid-Speicher-/- Umverteilungskomponente eingeführt werden, besonders geeignet und gut verwendbar gemacht werden. Diese Fluidleiteigenschaften sind ihrerseits mit den strukturellen und mechanischen Eigenschaften der hierin verwendeten absorbierenden Schaumstoffmaterialien verbunden und werden durch sie bestimmt. Schaumstoffe mit einer speziellen Anordnung von strukturellen und mechanischen Eigenschaften können tatsächlich als Absorbentien in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendet werden, da sie die erforderlichen Fluidleiteigenschaften zur Verfügung stellen werden.

I) Fluidleit- und -absorptionseigenschaften

Die Fluidleit- und -absorptionseigenschaften, die als sehr relevant zur Realisierung von geeigneten absorbierenden Schaumstoffen für die Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente identifiziert wurden, sind A) die Gleichgewichtsabsorptionskapazität des Schaumstoffes, insbesondere unter Druck, B) die Geschwindigkeit des vertikalen Aufsaugens von Fluid durch die Schaumstoffstruktur hindurch, C) die Absorptionskapazität des Schaumstoffes bei speziellen Bezugssaughöhen und D) die Fähigkeit der absorbierenden Schaumstoffstrukturen, Fluid von konkurrierenden absorbierenden Strukturen, wie etwa der Erfassungs- /Verteilungskomponente, mit welcher der Schaumstoff in Fluidverbindung sein wird, abzuziehen (aufzuteilen). Jede dieser Eigenschaften wird detaillierter wie folgt beschrieben:

A)Absorptionskapazität und Absorptionskapazität unter Druck

Absorptionskapazität ist die Gesamtmenge an Testfluid (synthetischer Urin), die von einer gegebenen Schaumstoffprobe in der zelluläre Struktur per Masseneinheit des festen Materials in der Probe absorbiert werden wird. Absorptionskapazität unter Druck bezieht sich auf die Menge dieses Fluids, die unter keinem Sperrdruck (freie Kapazität) gehalten wird und die der Schaumstoff innerhalb seiner zellulären Struktur zurückhält, wenn die Schaumstoffprobe einer Kompressionskraft ausgesetzt wird. Solche Messungen der Absorptionskapazität werden für die Zwecke hierin bei Gleichgewicht berechnet, d.h. nachdem die Probe des Schaumstoffes während des Zeitraums, der zur Herstellung einer vollständig mit Testflüssigkeit gesättigten Probe des Schaumstoffes erforderlich ist, das gesamte Fluid, das sie erfassen und/oder halten kann, tatsächlich erfaßt hat und/oder hält. Die Schaumstoffmaterialien, die besonders gut als Absorbentien in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente der vorliegenden absorbierenden Artikel, wie etwa Windeln, verwendbar sind, werden eine minimale freie Absorptionskapazität übersteigen und werden auch eine minimale Absorptionskapazität unter Druck übersteigen.
Unter Verwendung des detaillierter weiter unten im Abschnitt über die TESTMETHODEN beschriebenen Verfahrens können sowohl die freie Absorptionskapazität als auch die Absorptionskapazität unter Druck für jede gegebene Schaumstoffprobe durch eine gravimetrische Analysetechnik bestimmt werden. In solch einem Verfahren wird eine Schaumstoffprobe von spezieller bekannter Größe und speziellem Gewicht in eine Schale mit Testfluid (synthetischer Urin) eingesetzt und das Testfluid wird bis zum Gleichgewicht absorbieren gelassen. Nach Entnahme der gesättigten Probe aus dem Fluid wird dann die Fluidmenge, die pro Gramm Schaumstoff zurückgehalten wird, d.h. die gemessene freie Kapazität, berechnet. Diese gesättigte Schaumstoffprobe wird dann stufenweise ansteigenden Kompressionsdrücken in mehreren Steigerungen ausgesetzt, wobei das ausgepreßte Fluid bei jeder Stufe abgezogen wird. Die Fluidmenge, die in der Probe bei jeder Druckbelastung bis zu etwa 1,0 psi (6,9 kPa) zurückgehalten wird, wird gravimetrisch bestimmt.
Um zur Absorption von Urin in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente besonders gut verwendbar zu sein, sollte das Absorptionsmaterial aus Schaumstoff eine freie Gleichgewichtskapazität von mindestens etwa 12 und vorzugsweise mindestens etwa 20 ml synthetischem Urin pro Gramm trockener Schaumstoff aufweisen. Außerdem sollte die Kapazität von solchen Schaumstoffmaterialien unter einem Sperrdruck von etwa 0,74 psi (5,1 kPa), der 15 Minuten lang bei 37ºC aufrechterhalten wird, mindestens etwa 5%, bevorzugter mindestens etwa 20% der freien Gleichgewichtskapazität von solchen Schaumstoffen betragen.

B)Vertikale Saugleistung

Noch eine weitere Fluidleiteigenschaft der absorbierenden Schaumstoffe, die in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente wertvoll sind, betrifft deren Fähigkeit, relativ rasch annehmbare Mengen von Körperfluiden durch ihre Schaumstoffstrukturen hindurch zu bewegen oder zu transportieren. Vertikales Saugen, d.h. Saugen von Fluid in einer Richtung, die der Schwerkraft entgegengesetzt ist, ist ein Maß für das besonders wünschenswerte Leistungsattribut von Fluidtransport für die als Speicher-/Umverteilungskomponente hierin verwendeten absorbierenden Schaumstoffmaterialien. Der Grund dafür ist, daß solche Materialien häufig in Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponenten in einer Weise eingesetzt werden, daß das absorbierte Fluid innerhalb des Schaumstoffes von einer relativ niedrigeren Position zu einer relativ höheren Position innerhalb der Speicher-/Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns bewegt, d.h. umverteilt", werden muß. Es wird angenommen, daß vertikales Saugen zu dieser Neigung der hierin verwendbaren Schaumstoffe zur Umverteilung des Fluids beiträgt.
Die vertikale Saugleistung hängt mit der Größe der kapillaren Saugwirkungskraft zusammen, die eine Flüssigkeit durch den Schaumstoff hindurchbewegt und sie in der Schaumstoffstruktur hält. Die Kennzeichnungsparameter für Schaumstoffe, die mit vertikaler Saugfähigkeit zusammenhängen, liefern somit einen Hinweis dafür, wie gut bevorzugte Schaumstoffe sich hierin als absorbierende Speicher- /Umverteilungskomponente in absorbierenden Artikeln eignen. Für die auf Schaumstoffen beruhenden Absorptionsmittel der Speicher- /Umverteilungskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fluid-Saugwirkung quantitativ durch Bezugnahme sowohl auf einen Test der vertikalen Saugrate als auch auf einen Test der vertikalen Saugabsorptionskapazität bestimmt werden.

1) Vertikale Saugrate

Der Test der vertikalen Saugrate mißt jene Zeit, die eine gefärbte Testflüssigkeit (z.B. synthetischer Urin) braucht, um von einem Reservoir eine vertikale Distanz von 5 cm durch einen Schaumstoff-Teststreifen spezieller Größe aufgesaugt zu werden, wenn der Test bei 37ºC vorgenommen wird. Dieser Test der vertikalen Saugrate ist detaillierter in dem später folgenden Abschnitt über die TESTMETHODEN beschrieben. Um zur Absorption von Urin in der Speicher-/Umverteilungskomponente besonders wertvoll zu sein, werden die aus Schaumstoff bestehenden Absorptionsmittel der Speicher-/Umverteilungskomponente vorzugsweise eine 5 cm vertikale Saugrate von nicht mehr als etwa 30 Minuten haben, wenn synthetischer Urin (65 ± 5 dyn/cm) aufgesaugt wird. Bevorzugter werden die bevorzugten Schaumstoffabsorbentien gemäß der vorliegenden Erfindung eine 5 cm vertikale Saugrate von nicht mehr als etwa 5 Minuten aufweisen, wenn synthetischer Urin aufgesaugt wird.

2) Vertikale Saugabsorotionskapazität

Der Test zur Bestimmung der vertikalen Saugabsorptionskapazität wird in Verbindung mit dem Test der vertikalen Saugrate vorgenommen. Die vertikale Saugabsorptionskapazität mißt die Menge an Testfluid pro Gramm absorbierenden Schaumstoffes, die jeweils in einem vertikalen Abschnitt von 1 Inch (2,54 cm) einer Schaumstoffprobe der gleichen Standardgröße, die in dem Test der vertikalen Saugrate verwendet wird, aufgesaugt wird. Eine solche Bestimmung wird im allgemeinen durchgeführt, nachdem die Probe in vertikaler Richtung Testfluid bis zum Gleichgewicht aufgesaugt hat (z.B. nach etwa 18 Stunden). Wie der Test der vertikalen Saugrate ist auch der Test der vertikalen Saugabsorptionskapazität detaillierter weiter unten in dem Abschnitt über die TESTMETHODEN beschrieben.
Um zur Absorption von Urin in der Speicher- /Umverteilungskomponente besonders wertvoll zu sein, werden die be vorzugten Schaumstoffabsorbentien der Speicher /Umverteilungskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen eine solche vertikale Saugabsorptionskapazität aufweisen, daß bei 11,4 cm (4,5 inch) vertikaler Saughöhe der Schaumstoff-Teststreifen eine Absorptionskapazität von mindestens etwa 10 ml synthetischem Urin (65 ± 5 dyn/cm) pro Gramm absorbierenden Schaumstoffes hat. Bevorzugter werden die bevorzugten Schaumstoffabsorbentien der Speicher/Umverteilungskomponente hierin eine vertikale Saugabsorptionskapazität bei 11,4 cm (4,5 Inch) von etwa 20 bis 45 ml synthetischem Urin pro Gramm Schaumstoff aufweisen.

C)Aufteilung

Selbstverständlich ist es für die auf Schaumstoff basierenden erfindungsgemäßen Speicheriumverteilungskomponenten wünschenswert, wenn sie eine Neigung zum Abziehen von Körperfluiden von anderen Komponenten des absorbierenden Artikels in die Schaumstoffstruktur wie etwa der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente, die auch solche Fluide absorbieren, aufweisen. Eine solche Neigung zum Abziehen von Fluid aus anderen Komponenten des absorbierenden Artikels ist in der Fachwelt als "Aufteilung" bekannt. Das Konzept der Aufteilung und bestimmte Vorgangsweisen zur Bestimmung der Aufteilungsleistung sind zum Beispiel in Weisman/Goldman, US-PS 4,610.678, ausgegeben am 9. September 1986, beschrieben. Wenn die absorbierenden Schaumstoffstrukturen der Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente hinsichtlich ihrer Aufteilungsleistung unter Einsatz von Verfahren untersucht werdem, die ähnlich jenen sind, die in der US-PS 4,610.678 geoffenbart sind, sollten sie besonders wünschenswerte Fluid-Aufteilungseigenschaften im Verhältnis zu den absorbierenden Materialien aufweisen, die in der Fluid-Erfassungs-/- Verteilungskomponente der Artikel hierin verwendet werden.

II) Strukturelle Merkmale bevorzugter Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente

Es wurden spezielle miteinander einigermaßen in Zusammenhang stehende und voneinander abhängige Struktureigenschaften von absorbierenden Schaumstoffen als äußerst wünschenswert in Schaumstoffen identifiziert, die zur Absorption wässeriger Körperfluide in der Speicher- /Umverteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin besonders geeignet sind. Es soll verstanden werden, daß die Schaumstoffmaterialien der Speicher-/Umverteilungskomponente Struktureigenschaften aufweisen können, die sich von jenen unterscheiden, die später an einem gewissen Punkt vor dem Kontakt zwischen dem Schaumstoff und dem in der Speicher-/Umverteilungskomponente zu absorbierenden wässerigen Körperfluid vorgegeben werden. Zum Beispiel können die Schaumstoffe hierin während ihrer Herstellung, ihres Transports, ihrer Lagerung, etc. ein Porenvolumen, eine spezifische Oberfläche, eine Dichte und/oder Zellengrößenwerte außerhalb der Bereiche aufweisen, die weiter unten für diese Parameter festgesetzt werden. Solche auf Schaumstoffen basierende absorbierende Strukturen liegen nichtsdestotrotz innerhalb des Rahmens dieser Erfindung, wenn sie später physikalischen oder rheologischen Veränderungen unterliegen, sodaß sie dann zumindest an einem gewissen Punkt während des Zeitraums des anschließenden Kontakts zwischen dem Schaumstoff und dem wässerigen Körperfluid, mit dem sie in der Speicher/Umverteilungskomponente zusammentreffen, die Werte aufweisen, die weiter unten für diese strukturellen Eigenschaften vorgegeben sind. Die verschiedenen strukturellen Eigenschaften der auf Schaumstoff basierenden Absorbentien, die zur Verwendung in der Speicher- /Umverteilungskomponente der Artikel hierin bevorzugt sind, können wie folgt zusammengefaßt werden:

A) Porenvolumen

Porenvolumen ist ein Maß für das Volumen der Öffnungen oder Zellen in einer porösen Schaumstoffstruktur pro Masseneinheit des festen Materials (Polymerstruktur plus beliebige zurückbleibende Feststoffej, welches die Schaumstoffstruktur bildet. Das Porenvolumen kann zur Beeinflussung einer Reihe von Leistungs- und mechanischen Eigenschaften der absorbierenden Schaumstoffe hierin von Bedeutung sein. Solche Leistungs- und mechanische Merkmale umfassen die Absorptionskapazität der Schaumstoffe für wässerige Körperfluide, das Ausmaß und die Geschwindigkeit der Fluidverteilung innerhalb der Struktur durch Saugen von absorbierten wässerigen Fluiden von einem Teil des absorbierenden Schaumstoffes zum anderen, sowie Flexibilitätseigenschaften und Eigenschaften der Kompressionsverformung der Schaumstoffe.
Porenvolumen kann durch jede geeignete experimentelle Methode bestimmt werden, die einen genauen Hinweis auf das tatsächliche Porenvolumen der Struktur gibt. Solche Versuchsmethoden bedienen sich im allgemeinen der Messung des Volumens und/oder der Masse einer Testflüssigkeit, die in die Schaumstoffstruktur eingeführt werden kann und die daher für das von den offenen Zellen des Schaumstffs besetzte Volumen repräsentativ ist. Aus diesem Grund kann der Porenvolumen-Parameter der in der Fluid-Speicheri-Umverteilungskomponente hierin verwendbaren Schaumstoffe auch als "verfügbares Porenvolumen" bezeichnet werden.
Eine übliche Methode zur Bestimmung des verfügbaren Porenvolumens auf experimentelle Weise bedient sich der Einführung einer Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung, wie etwa Isopropanol, von außerhalb der Schaumstoffstruktur in die Schaumstoffstruktur. Ein Verfahren zur Bestimmung des verfügbaren Porenvolumens unter Verwendung von Isopropanol ist weiter unten in dem Abschnitt über die TESTMETHODEN dargelegt. Es soll jedoch verstanden werden, daß andere Testflüssigkeiten und Verfahren ebenso zur Bestimmung des verfügbaren Porenvolumens verwendet werden können.
Das Porenvolumen der absorbierenden Schaumstoffe, die in der Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendbar sind, kann durch Einstellen einer Reihe von Merkmalen betreffend Schaumstoffzusammensetzung und Schaumstoffbehandlung beeinflußt und gesteuert werden. Zum Beispiel können diese das Porenvolumen beeinflussenden Merkmale bei den bevorzugten hierin verwendeten Schaumstoffen auf der Basis von HIPE-Emulsion das Wasser-zu-Öl-Verhältnis der HIPE-Emulsion, die Art und Menge des verwendeten Wasserphasen-Elektrolyten, die Art und Menge des verwendeten Ölphasen-Emulgators, Schaumstoffkompressionsschritte nach der Polymerisation zur Bewirkung von Waschung und/oder Verdichtung des Schaumstoffes und Ausmaß der Erholung der polymerisierten Schaumstoffstruktur nach solchen Kompressionsschritten umfassen.
Die in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente der Artikel hierin verwendeten Schaumstoffmaterialien werden im allgemeinen ein Porenvolumen von etwa 12 bis 100 ml/g; bevorzugter von etwa 20 bis 70 ml/g und am bevorzugtesten von etwa 25 bis 50 ml/g aufweisen. Solche Bereiche für das Porenvolumen sind als eine "inklusive" Definition des theoretischen Porenvolumens für die von dieser Erfindung umfaßten Schaumstoffe gedacht. Wenn somit eine beliebige experimentelle Methode, von der vernünftigerweise angenommen werden kann, daß sie Messungen ergibt, die dem theoretischen Porenvolumen nahekommen, Werte innerhalb der oben genannten Bereiche liefert, dann liegen die durch jede solche Methode untersuchten Schaumstoffmaterialien innerhalb des Rahmens dieser Erfindung.

B)Spezifische Oberflächenzone durch Kapillarsaugung

Ein weiteres anderes Strukturmerkmal der bevorzugten Schaumstoffmaterialien, die zur Verwendung in der Fluid-Speicher-/- Umverteilungskomponente geeignet sind, ist eine bestimmte durch Kapillarsaugung feststellbare spezifische Oberflächenzone. Die durch Kapillarsaugung feststellbare spezifische Oberflächenzone ist im allgemeinen ein Maß für die für eine Testflüssigkeit zugängliche Oberfläche des polymeren Netzwerks, welches einen speziellen Schaumstoff bildet, pro Masseneinheit des rohen Schaumstoffmaterials (polymeres Strukturmaterial plus festes Restmaterial). Die durch Kapillarsaugung feststellbare spezifische Oberflächenzone wird sowohl durch die Dimensionen (d.h. Durchmesser) der zellulären Einheiten im Schaumstoff als auch durch die Größe (Länge, Breite und Dicke) der Streben, die solche zelluläre Einheiten bilden, bestimmt. Die durch Kapillarsaugung festgestellte spezifische Oberflächenzone ist somit ein Weg zur Quantifizierung der Gesamtmenge der festen Oberfläche, die von dem Schaumstoffnetzwerk bei dem Ausmaß, bis zu welchem eine solche Oberfläche an der Absorptionsfähigkeit partizipiert, zur Verfügung gestellt wird.
Die durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone einer offenzelligen Schaumstoffstruktur, wie etwa des absorbierenden Schaumstoffes der Speicher-/Umverteilungskomponente, ist jenes Merkmal des Schaumstoffes, das die von dem Schaumstoff gebotene Kapillarität (oder Kapillarsaugung) beeinflußt. Es wurde herausgefunden, daß die Schaumstoffkapillarität so kontrolliert und ausgewählt werden muß, daß die Schaumstoffmaterialien der Speicherschichte hierin eine ausreichende Kapillarität aufweisen, um annehmbare Fluidretention zur Verfügung zu stellen, wobei immer noch ermöglicht werden muß, daß ein gewisser Transport, z.B. durch Saugwirkung, des Fluids innerhalb der Schaumstoffstruktur der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente stattfindet. Die Einstellung der durch Kapillarsaugung bestimmten spezifischen Oberflächenzone sowie die Kontrolle der Hydrophihe der Oberflächen des Schaumstoffpolymers sind somit die Mittel zur Schaffung des erforderlichen Ausmaßes an Kapillarität für die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher/Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung. Schaumstoffe von relativ hoher durch Kapillarsaugung bestimmter spezifischer Oberflächenzone schaffen eine sehr wünschenswerte Kombination von hoher Kapazität (und niedriger Dichte) und hoher Kapillarität. Eine hohe spezifische Oberflächenzone ist eine Konsequenz der Feinheit der Streben, die die Schaumstoffstruktur ausmachen.
Die spezifische durch Kapillarsaugung bestimmte Oberflächenzone der Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente wird beeinflußt und gesteuert durch Einstellung vieler gleicher Zusammensetzungs- und Verfahrensparameter, die auch das Porenvolumen des Schaumstoffes beeinflussen. Für Schaumstoffe auf der Basis von HIPE-Emulsion inkludieren diese Zusammensetzungsparameter das Wasser-zu-Öl-Verhältnis der HIPE- Emulsion und die Art und Mengen der Monomeren, Emulgatoren und Elektrolyte, die in der HIPE-Emulsion verwendet werden. Verfahrensparameter, die die spezifische durch Kapillarsaugung bestimmte Oberflächenzone beeinflussen, sind u.a. Mischenergie und Temperatur.
Wie angegeben, kann für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die spezifische Oberflächenzone jedes gegebenen Schaumstoffmaterials, das zur Verwendung als die oder in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin in Betracht gezogen wird, und wird üblicherweise auch durch ein Verfahren bestimmt, bei welchem das Prinzip der Kapillarsaugung angewendet wird. In einem solchen Verfahren wird die spezifische durch Kapillarsaugung bestimmte Oberflächenzone durch Messen der Menge von kapillarer Aufnahme einer Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung (z.B. Ethanol) bestimmt, die innerhalb einer Probe des Schaumstoffes mit bekannter Masse und bekannten Dimensionen stattfindet. Eine detaillierte Beschreibung eines solchen Verfahrens zur Bestimmung der spezifischen Oberflächenzone des Schaumstoffes über die Kapillarsaugmethode ist in dem später folgenden Abschnitt über die TESTMETHODEN dargelegt. Es kann auch jede andere vernünftige Methode zur Bestimmung der spezifischen durch Kapillarsaugung festgestellten Oberflächenzone verwendet werden.
Die offenzelligen porösen absorbierenden Schaumstoffe, die in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendbar sind, sind im allgemeinen jene, die mit der Absicht hergestellt wurden, bestimmte Eigenschaften hinsichtlich der spezifischen Kapillarsaugoberflächenzone aufzuweisen. Insbesondere sollten die Schaumstoffe der Speicher/Umverteilungskomponente hierin eine spezifische durch Kapillarsaugung bestimmte Oberflächenzone im Bereich von etwa 0,5 bis 5,0 m²/g, bevorzugter von etwa 0,75 bis 4,5 m²/g, am bevorzugtesten von etwa 1,0 bis 4,0 m²/g aufweisen. Es wurde entdeckt, daß hydrophile Schaumstoffe mit solchen Werten für die spezifische Kapillarsaugoberflächenzone im allgemeinen ein besonders wünschenswertes Gleichgewicht von Absorptionskapazität, fluidrückhaltenden und fluidsaugenden Eigenschaften oder Verteilungseigenschaften für wässerige Körperflüssigkeiten, wie etwa Urin, aufweisen, sodaß solche Schaumstoffe für die Fluid-Speicher-/- Umverteilungskomponente besonders gut verwendbar sind.

C)Ergänzende oder alternative Strukturmerkmale

Zwei zusätzliche Strukturmerkmale der absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/-Umverteilungskomponente hierin, die mit dem Porenvolumen und der spezifischen durch Kapillarsaugung bestimmten Oberflächenzone zusammenhängen und die als ergänzende oder alternative Methode der Kennzeichnung der bevorzugten Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung verwendet werden können, sind die Dichte des Schaumstoffes und die durchschnittliche Größe oder der durchschnittliche Durchmesser der Zellen, die den Schaumstoff aufbauen. Jedes dieser beiden ergänzenden/alternativen Strukturmerkmale wird wie folgt beschrieben:

1) Dichte des Schaumstoffes

Die Dichte der Schaumstoffmaterialien der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin kann ebenso wie Porenvolumen und spezifische durch Kapillarsaugung bestimmte Oberflächenzone eine Reihe von Leistungs- und mechanischen Eigenschaften dieser Schaumstoffe beeinflussen. Diese inkludieren Absorptionskapazität für wässerige Körperfluide, Ausmaß und Geschwindigkeit der Fluidverteilung innerhalb des Schaumstoffes und Flexibilitäts- und Kompressionsverformungseigenschaften des Schaumstoffes. Wichtig ist auch, daß die Dichte der absorbierenden Schaumstoffmaterialien der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin die Kostenwirksamkeit der absorbierenden Artikel hierin bestimmen kann.
Schaumstoff-Dichte in Gramm Schaumstoffmaterial pro Kubikzentimeter Schaumstoff-Volumen in Luft wird hierin auf Trockenbasis vorgegeben. Somit wird die Menge der absorbierten wässerigen Flüssigkeit, z.B. jene restliche Flüssigkeit, die in dem Schaumstoff, zum Beispiel nach HIPE-Emulsionspolymerisation, Waschung und/oder Hydrophilisierung, bleiben kann, bei der Berechnung und der Bestimmung von Schaumstoff- Dichte nicht berücksichtigt. Schaumstoff-Dichte, wie sie hierin vorgegeben wird, inkludiert jedoch restliches festes Material, wie etwa Elektrolyt, Emulgatoren, Hydrophilisierungsmittel etc., in dem polymerisierten Schaumstoff. Ein solches Restmaterial kann tatsächlich in bedeutender Weise zur Masse des Schaumstoffmaterials beitragen.
Jedes geeignete gravimetrische Verfahren, welches eine Bestimmung der Masse von festem Schaumstoffmaterial pro Volumseinheit von Schaumstoffstruktur liefert, kann zur Messung von Schaumstoff-Dichte verwendet werden. Zum Beispiel ist ein gravimetrisches ASTM-Verfahren, welches ausführlicher in dem später folgenden Abschnitt über die TESTMETHODEN beschrieben ist, ein Verfahren, das zur Dichtebestimmung herangezogen werden kann. Für solche Situationen, wo die Herstellungsverfahren für die Schaumstoffprobe (Trocknung, Alterung, Vorbiegung etc.) unbeabsichtigt die erhaltenen Dichtemessungen verändern, können auch andere Dichtebestimmungsverfahren verwendet werden. Solche anderen Verfahren können zum Beispiel gravimetrische Dichtemessungen unter Verwendung einer innerhalb des Schaumstoffmaterials absorbierten Testflüssigkeit inkludieren. Diese Art von Dichtebestimmungsmethoden kann zur Charakterisierung von Schaumstoffen mit sehr niedriger Dichte verwendet werden, wie etwa von Schaumstoffen hierin, in welchen die Trockendichte dem reziproken Wert des Porenvolumens des Schaumstoffes nahekommt. [Vgl. Chatterjee, "Absorbency" ("Absorptionsvermögen"), Textile Science and Technology, Bd. 7, 1985, S. 41.] So wie beim Porenvolumen und der spezifischen durch Kapillarsaugung bestimmten Oberflächenzone sind die Bereiche für die Dichte des Schaumstoffes, die weiter unten angegeben sind, dazu gedacht, daß sie inklusive sind, d.h. sie sollen die Dichtewerte, die durch jede vernünftige experimentelle Testmethode bestimmt werden können, umfassen.
Die Speicher-/Umverteilungskomponente-Schaumstoff-Absorbentien der vorliegenden Erfindung sollen Werte für die Dichte auf Trockenbasis aufweisen, die zum Zeitpunkt, wo solche absorbierenden Schaumstoffe mit den zu absorbierenden Fluiden zusammentreffen, im Bereich von etwa 0,01 bis 0,05 g/cm³, bevorzugter von etwa 0,014 bis etwa 0,05 g/cm³ und am bevorzugtesten von etwa 0,02 bis 0,04 g/cm³ liegen. Die Dichte der Schaumstoffmaterialien der Speicher-/Umvertellungskomponente kann auf Werte innerhalb der oben genannten Bereiche eingestellt werden, indem viele der gleichen Zusammensetzungs- und Verfahrensparameter der Schaumstoffe, die oben für die Einstellung des Porenvolumens dargelegt wurden, gesteuert werden. Die Dichte der absorbierenden Schaumstoffstrukturen der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin muß nicht über die ganze Struktur hinweg gleichmäßig sein. Manche Abschnitte oder Bereiche der Schaumstoffstruktur können relativ höhere oder relativ niedrigere Dichten als andere Abschnitte oder Bereiche derselben aufweisen.

2) Zellengröße

Ein weiteres oder ergänzendes Strukturmerkmal der absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin, welches kein essentiell etablierter Parameter ist, jedoch zur Definition bevorzugter Schaumstoffmaterialien der Speicher-/Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung verwendbar sein kann, ist die Zellengröße Schaumstoff- Zellen, und insbesondere Zellen, die durch Polymerisation einer monomerhaltigen Ölphase, die relativ monomerfreie Wasserphasen-Blasen umgibt, gebildet sind, werden häufig im wesentlichen eine kugelige Gestalt haben. Die Größe oder der "Durchmesser" solcher im wesentlichen kugeliger Zellen ist somit noch ein weiterer üblicherweise verwendeter Parameter zur Kennzeichnung von Schaumstoffen im allgemeinen sowie zur Kennzeichnung bestimmter bevorzugter absorbierender Schaumstoffe des Typs, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Da Zellen in einer gegebenen Probe des polymeren Schaumstoffes nicht notwendigerweise von etwa der gleichen Größe sein werden, wird oft eine durchschnittliche Zellengröße, d.h. ein durchschnittlicher Zellendurchmesser, angegeben.
Wie Schaumstoff-Dichte, durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone und Porenvolumen ist auch Zellengröße ein Parameter des Schaumstoffes, der sich auch auf eine Reihe wesentlicher mechanischer Eigenschaften und Leistungseigenschaften des absorbierenden Schaumstoffmaterials der Speicher-/Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung auswirken kann. Da Zellengröße ein Faktor ist, der gemeinsam mit durch Kapillarsaugung bestimmter spezifischer Oberflächenzone, Porenvolumen und Schaumstoff-Hydrophilie die Kapillarität des Schaumstoffes bestimmt, ist Zellengröße ein Strukturparameter des Schaumstoffes, der sowohl die Absorptionskapazität als auch die internen Fluidtransporteigenschaften des absorbierenden Schaumstoffes der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin beeinflussen kann. Die Zellengröße kann auch die mechanischen Eigenschaften der Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin beeinflussen, inklusive solcher Merkmale, wie Flexibilität und Widerstand gegen Kompressionsverformung und Rückformung danach.
Es ist eine Reihe von Verfahren zur Bestimmung der durchschnittlichen Zellengröße in Schaumstoffen verfügbar. Diese Verfahren inkludieren Quecksilber-Porosimetrieverfahren, die in der Fachwelt allgemein bekannt sind. Das am besten verwendbare Verfahren zur Bestimmung der Zellengröße in Schaumstoffen bedient sich jedoch der einfachen fotografischen Messung einer Schaumstoffprobe. Fig. 1 der Zeichnungen ist zum Beispiel eine mikrofotografische Aufnahme einer Bruchoberfläche einer typischen absorbierenden HIPE-Schaumstoffstruktur, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Der Mikrofotografie ist eine Skala überlagert, die eine Dimension von 10 Mikron darstellt. Eine solche Skala kann zur Bestimmung der durchschnittlichen Zellengröße über ein Verfahren der Bildanalyse verwendet werden. Die Bildanalyse von Mikrofotografien von Proben von Schaumstoffen ist tatsächlich ein allgemein verwendetes analytisches Werkzeug, das zur Bestimmung der durchschnittlichen Zellengröße von Schaumstoffstrukturen der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin verwendet werden kann. Ein solches Verfahren ist detaillierter beschrieben in Edwards et al., US-PS 4,788.225, ausgegeben am 29. November 1988. Dieses Patent ist hierin als Referenz aufgenommen.
Wie durch direkte fotografische Messung bestimmt, werden die zur Verwendung als Absorbentien für wässerige Körperfluide in der Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendbaren Schaumstoffe vorzugsweise eine durchschnittliche Zellengröße im Bereich von etwa 5 bis 100 Mikron aufweisen. Bevorzugter wird die Zellengröße im Bereich von etwa 10 bis 90 Mikron liegen. Am bevorzugtesten wird die Zellengröße zwischen etwa 15 und 80 Mikron betragen.
Die Größe oder der Durchmesser der Zellen in den absorbierenden Schaumstoffen der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin kann durch Veränderung derselben Art von Zusammensetzungs- und Verfahrensmerkmalen des Schaumstoffes beeinflußt und gesteuert werden, die auch die durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone und das verfügbare Porenvolumen beeinflussen. Für die bevorzugten Schaumstoffe auf HIPE-Basis gilt, daß diese Merkmale in erster Linie solche Faktoren inkludieren, die die Größe der Wasserphase-"Blasen" in der HIPE- Emulsionsvorstufe der polymeren Schaumstoffstrukturen hierin bestimmen. Somit kann die Zellengröße durch Einstellung des Wasser-zu-Öl- Verhältnisses der HIPE-Emulsion und durch die Art und die Menge des zur Bildung der HIPE-Emulsion verwendeten Emulgators variiert werden. Die Zellengröße kann durch einfaches Komprimieren der festen Schaumstoffstrukturen, nachdem diese hergestellt wurden, verändert werden.
Wie oben angegeben, werden die Dimensionen der Zellen in den absorbierenden Schaumstoffen der Speicher-/Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung im allgemeinen nicht gleichmäßig sein, sodaß eine durchschnittliche Zellengröße für jede gegebene Schaumstoffprobe oder jeden Bereich in einer Schaumstoffprobe berechnet werden kann und auch berechnet werden sollte. Es ist selbstverständlich möglich, absorbierende Schaumstoffe in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente zu verwenden, die diskrete, identifizierbare Bereiche relativ größerer oder relativ kleinerer durchschnittlicher Zellengröße aufweisen.

III) Mechanische Merkmale

Absorbierende Schaumstoffe, die geeignete polymere Zusammensetzungs- und Strukturmerkmale aufweisen, wie sie oben beschrieben wurden, werden im allgemeinen mechanische Eigenschaften, z.B. Widerstand gegen Kompressionsverformung, Flexibilität, Rückformung nach der Kompressionsverformung, mechanischen Zusammenhalt, Weichheit etc., aufweisen, die solche Schaumstoffe zur Verwendung in der Fluid- Speicher-/-Umverteilungskomponente von absorbierenden Artikeln, wie etwa wegwerfbaren Windeln, geeignet machen. Innerhalb der oben erwähnten strukturellen Begrenzungen ist es jedoch möglich, bestimmte Kombinationen von Parametern und/oder bestimmte Schaumstoffherstellungsverfahren und -bedingungen auszuwählen, die absorbierende Schaumstoffe für Speicher-/Umverteilungskomponenten liefern, die besonders wünschenswerte mechanische Eigenschaften aufweisen. Die spezifischen, miteinander in gewisser Weise im Zusammenhang stehenden mechanischen Eigenschaften, von denen festgetellt wurde, daß sie zur Realisierung von absorbierenden Schaumstoffen beitragen, die zur Verwendung in absorbierenden Artikeln für Inkontinenz-Versorgung besonders geeignet sind, können wie folgt zusammengefaßt werden:

A) Widerstand gegen Kompressionsverformung

Das wichtigste mechanische Merkmal der polymeren Schaumstoffe, die in der oder als die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendet werden, ist die Festigkeit des absorbierenden Schaumstoffes, wie sie durch ihre Widerstandsfähigkeit gegen Kompressionsverformung bestimmt wird. Die Widerstandsfähigkeit gegen Kompressionsverformung, die von den absorbierenden Schaumstoffen der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin gezeigt wird, ist eine Funktion des Elastizitätsmoduls des Polymers und der Dimensionen der "Streben", die das Netzwerk des Schaumstoffes bilden. Der Elastizitätsmodul der Streben wird seinerseits durch a] die Polymerzusammensetzung der Streben und b) das Ausmaß, bis zu welchem die Streben durch Restmaterial, z.B. Emulgatoren, Synthesewasserphase oder anschließend zugesetzte Hydrophilisierungsmittel, die nach der Behandlung in der Schaumstoffstruktur zurückbleiben, plastifiziert sein können, bestimmt.
Um als absorbierende Strukturen in absorbierenden Artikeln, wie etwa Windeln, verwendbar zu sein, müssen die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente geeigneterweise einer Deformation oder Kompression durch jene Kräfte widerstehen, die angetroffen werden, wenn solche absorbierende Materialien mit der Absorption und Zurückhaltung von Fluiden befaßt sind. Schaumstoffe, die keine ausreichende Festigkeit, ausgedrückt als Widerstand gegen Kompressionsverformung, haben, können zwar imstande sein, annehmbare Mengen von Körperfluid in der Speicher-/Umverteilungskomponente unter unbelasteten Bedingungen zu erfassen und zu speichern, werden jedoch ein solches Fluid zu leicht unter der Kompressionsbelastung, die durch die Bewegung und Aktivität des Trägers der absorbierenden Artikel, die den Schaumstoff in der Speicher-/Umverteilungskomponente enthalten, verursacht wird, wieder abgeben.
Der Widerstand gegen Druckverformung, der von den absorbierenden Schaumstoffen gezeigt wird, die in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann quantitativ bestimmt werden durch Feststellung des Ausmaßes der Deformation, die in einer Probe eines gesättigten Schaumstoffes hervorgerufen wird, die während eines vorgegebenen Zeitraums unter einem bestimmten Sperrdruck gehalten wird. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung können solche Messungen an einer Schaumstoffprobe mit Standardgröße (Zylinder, die 0,8 cm dick sind und eine kreisförmige Querschnittsfläche von 6,5 cm² haben) vorgenommen werden. Solche Proben werden mit synthetischem Urin, der eine Oberflächenspannung von 65 ± 5 dyn/cm aufweist, gesättigt und anschließend einem Sperrdruck von 5,1 kPa während eines Zeitraums von 15 Minuten bei einer Temperatur von 37ºC ausgesetzt. Das Ausmaß der Deformation, das bei einer solchen Untersuchung hervorgerufen wird, wird als Prozentsatz der ursprünglichen Probendicke festgehalten, der die komprimierte Dicke der Probe darstellt. Das Verfahren zur Durchführung dieser speziellen Art von Test zur quantitativen Bestimmung des Widerstands gegen Druckverformung ist detaillierter in dem später folgenden Abschnitt über die TESTMETHODEN dargelegt.
Die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente, die hierin verwendet werden, sind solche, die eine derartige Widerstandsfähigkeit gegen Kompressionsverformung aufweisen, daß ein Sperrdruck von 5,1 kPa eine Deformation von etwa 5% bis 95% Kompression der Schaumstoffstruktur hervorruft, wenn diese bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin, der eine Oberflächenspannung von 65 ± 5 dyn/cm hat, gesättigt wurde. Vorzugsweise wird die unter solchen Bedingungen hervorgerufene Deformation im Bereich von etwa 5% bis 75%, am bevorzugtesten von etwa 5% bis 50% liegen. Für die bevorzugten HIPE-Schaumstoffe für die Speicher-/Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung kann die Widerstandsfähigkeit gegen Druckverformung durch geeignete Auswahl der Arten von Monomer, Comonomer und Vernetzer sowie der Konzentrationen in Kombination mit der Auswahl von geeigneten Bedingungen und Verfahren für die Emulsionsbildung und die Emulsionspolymerisation auf Deformationswerte eingestellt werden, die innerhalb der oben genannten Bereiche liegen. Somit können solche bevorzugte Schaumstoffe aus Materialien hergestellt werden, deren Elastizitätsmoduli groß genug sind, um eine entsprechende Widerstandsfähigkeit gegen Druckverformung zu ergeben, selbst wenn solche Schaumstoffe eine niedrige Dichte und sehr feine Streben aufweisen, um eine große spezifische Oberflächenzone zu ergeben.

B) Flexibilität

Die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente der vorliegenden Erfindung müssen ausreichend flexibel sein, damit sie in absorbierenden Produkten verwendet werden können, die sich an die Körperform des Trägers anpassen. Eine Kennzeichnung der absorbierenden Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin als flexibel bedeutet daher, daß diese Schaumstoffe, ohne daß eine deutliche Schädigung ihrer strukturellen Integrität oder ein deutlicher Verlust ihrer absorbierenden Eigenschaften auftritt, bis zu dem Ausmaß, das zur Verwendung in solchen absorbierenden Artikeln notwendig ist, deformiert oder gebogen werden können.
Bevorzugte absorbierende Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente müssen auch ausreichend flexibel sein, um komprimierenden oder deformierenden Kräften zu widerstehen, die während der Herstellung, Bearbeitung, Verpackung, während des Transports und der Lagerung der solche Schaumstoffe enthaltenden absorbierenden Artikel angetroffen werden. Wegwerfbare Windeln werden zum Beispiel im allgemeinen in einem gefalteten Zustand verpackt und auf den Markt gebracht, in welchem der Windelkern sowohl in der Längs- als auch in der Qerrichtung gefaltet ist. Wegwerfbare Windeln sind auch im allgemeinen in der Form von Stapeln gefalteter Windeln auf dem Markt, welche Stapel in der sie umgebenden Verpackung eingeschlossen und komprimiert sind. Dementsprechend können die komprimierenden und deformierenden Kräfte, denen die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin während der Bearbeitung und während des Vertriebs ausgesetzt sein können, sogar größer sein als jene, die auf die Schaumstoffe bei der Verwendung ausgeübt werden.
Bei gegebener Natur der Behandlung, der die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin widerstehen müssen, werden bevorzugte absorbierende Schaumstoffmaterialien der Speicher-/Umverteilungskomponente gemäß dieser Erfindung Flexibilitätseigenschaften aufweisen, die quantitativ bestimmt werden können durch Bezugnahme aufihre Fähigkeit, einem Beugen zu widerstehen, ohne eine deutliche Schädigung ihres strukturellen Zusammenhalts zu erfahren. In dem Abschnitt über die TESTMETHODEN wird weiter unten ein Verfahren zur Bestimmung der Flexibilität der absorbierenden Schaumstoffe der Speicheriumverteilungskomponente hierin beschrieben, bei welchem bestimmt wird, ob und wie oft eine Probe eines Schaumstoffes einer vorgegebenen speziellen Größe um einen zylindrischen Kern mit einer speziellen Geschwindigkeit ohne zu brechen gebogen werden kann. Die bevorzugten erfindungsgemäßen Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente dieser Erfindung sind jene, die flexibel genug sind, sodaß am Punkt ihrer Verwendung als ein Absorbens für Körperfluide das gesättigte Schaumstoffmaterial bei 37ºC diesem Biegetest ohne zu brechen unterworfen werden kann (d.h. einen Biegewert von mindestens einem Zyklus aufweist). Bevorzugter können bevorzugte Schaumstoffe mindestens zweimal oder sogar noch bevorzugter mindestens fünfmal gebogen werden, ohne daß sie bei Einwirkung eines solchen Testverfahrens brechen.

c) Bevorzugte oder ergänzende mechanische Eigenschaften

Zusätzlich zu ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Druckverformung und zu ihren Flexibilitätseigenschaften werden die in der Fluid-Speicher-/Umverteilungskomponente verwendeten bevorzugten absorbierenden Schaumstoffe auch verschiedene zusätzliche mechanische Attribute aufweisen. Diese bevorzugten mechanischen Attribute inkludieren wünschenswerte Rückformung von Kompressionsverformung (d.h. Elastizität), Schaumstoffintegrität und Weichheit des Griffs. Jede dieser bevorzugten mechanischen Eigenschaften wird detaillierter wie folgt beschrieben:

1) Rückformung von Kompressionsverformung

Die Rüekformung von der Kompressionsverformung bezieht sich auf die Neigung oder Tendenz eines Stücks Schaumstoffmaterial, zu seinen ursprünglichen Dimensionen zurückzukehren, nachdem es unter Kräften deformiert oder komprimiert wurde, die bei der Herstellung, Lagerung oder Verwendung angetroffen werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sollte die Rückformung von der Kompressionsverformung der bevorzugten absorbierenden Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin bei Schaumstoffen bestimmt werden, die bei ihrer für den Verwendungspunkt geeigneten Dichte liegen, und häufig wird unter solchen Bedingungen der Schaumstoff absorbiertes Körperfluid enthalten. Daher kann die Rückformung von der Kompressionsverformung an Schaumstoffen gemessen werden, die entweder trocken oder mit synthetischem Urin gesättigt sind.
Ein geeignetes Verfahren zur Bestimmung der Rückformung von der Kompressionsverformung ist weiter unten in dem Abschnitt über die TESTMETHODEN angegeben. Bei einem solchen Verfahren findet allgemein Kompression und Freigabe einer Schaumstoffprobe von Standardgröße, die entweder trocken ist oder mit synthetischem Urin bis zu ihrer freien Absorptionskapazität gesättigt wurde, statt. Die Proben werden während eines angegebenen Zeitraums unter 50%iger Kompression gehalten und werden dann aus dieser Kompression entlassen. Das Ausmaß, bis zu welchem die Probe ihre Dicke in einem Zeitraum von 1 Minute nach der Lösung der Kompressionskraft zurückgewinnt, wird als ein Maß für die Rückformung von der Kompressionsverformung (Elastizität) der Probe genommen.
Bevorzugte absorbierende Schaumstoffe, die in der Fluid-Speicher-/Umverteilungskomponente verwendbar sind, werden nach 1 Minute im allgemeinen eine Rückformung von mindestens 85% der ursprünglichen Abgreifhöhe zeigen, wenn sie trocken sind, und/oder von mindestens 75% der ursprünglichen Abgreifhöhe, wenn sie naß sind. Bevorzugter werden solche bevorzugte Schaumstoffmaterialien der Speicher- /Umverteilungskomponente eine Rückformung von der Kompressionsverformung von mindestens 30% in trockenem Zustand und/oder 80% in nassem Zustand zeigen.

2) Schaumstoff-Zusammenhalt und -Weichheit

Obwohl nicht absolut notwendig für die Realisierung von verwendbaren oder brauchbaren absorbierenden Strukturen, werden die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente dieser Erfindung vorzugsweise über die zusätzlichen mechanischen Attribute von strukturellem Zusammenhalt (struktureller Integrität) bei der Verwendung und von Weichheit (Fehlen von Irritation) beim Angreifen verfügen. Zum Beispiel werden die Schaumstoffmaterialien der Speicher- /Umverteilungskomponente, die in solchen absorbierenden Artikeln, wie Babywindeln, verwendet werden, häufig sowohl dynamischen als auch statischen Kräften ausgesetzt, die entstehen, wenn der Träger geht, läuft, krabbelt oder springt. Solche Kräfte neigen nicht nur dazu, die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente zu komprimieren und Fluid aus ihnen herauszudrücken, sondern solche Kräfte können auch dazu neigen, die Schaumstoffstruktur aufzureiben oder zu zerreißen oder auf andere Weise zu zerteilen. Offensichtlich wäre es für Schaumstoffstrukturen, die auf diese Weise verwendet werden sollen, vorteilhaft, eine ausreichende strukturelle Integrität zu besitzen, um das Auftreten von Zerreißen des Schaumstoffes oder Zerteilung desselben bei der Verwendung so selten als möglich zu halten.
Die Schaumstoffelemente der Speicher-/Umverteilungskomponente dieser Erfindung können in absorbierenden Artikeln auch in Konfigurationen verwendet werden, in welchen sogar die Oberfläche des Schaumstoffes der Speicher-/Umverteilungskomponente in nächste Nähe zu der Haut des Trägers kommen kann. Dementsprechend wäre es sehr wünschenswert, wenn die Oberfläche der absorbierenden Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin annehmbar weich und beim Angreifen nicht irritierend wäre.

IV) Bevorzugte absorbierende HIPE-Schaumstoffe zur Verwendung in der Speicher-/Umverteilungskomponente

Wie oben angegeben, sind besonders bevorzugte absorbierende Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente, die mit dem Ziel hergestellt werden können, die erforderlichen Fluidleiteigenschaften und die bevorzugten strukturellen/mechanischen Eigenschaften, wie zuvor beschrieben, aufzuweisen, jene Produkte sein, die aus der Polymerisation bestimmter Wasser-in-Öl-Emulsionen resultieren, in welchen ein relativ hohes Verhältnis von Wasserphase zu Ölphase vorliegt. Emulsionen dieser Art, die diese relativ hohen Verhältnisse von Wasserphase zu Ölphase aufweisen, sind in der Fachwelt als Emulsionen mit großem Anteil an interner Phase (High Intemal Phase Emulsions, "HIPES" oder "HIPE"- Emulsionen) bekannt. Die bevorzugten polymeren Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente, die aus der Polymerisation solcher Emulsionen stammen, werden hierin als "HIPE-Schaumstoffe" bezeichnet.
Die relativen Mengen von Wasser- und Ölphase, die zur Herstellung der als Vorstufe flu polymere Schaumstoffe dienenden HIPE-Emulsionen verwendet werden, sind, neben vielen anderen Parametern, wesentlich zur Bestimmung der strukturellen, mechanischen und Leistungseigenschaften der entstehenden bevorzugten polymeren Schaumstoffe für die Speicher- /Umverteilungskomponente. Insbesondere kann das Verhältnis von Wasser zu Öl in der schaumbildenden Emulsion die Dichte, die Zellengröße, die spezifische Oberflächenzone des Schaumstoffes und die Dimensionen der den Schaumstoff bildenden Streben beeinflussen. Die zur Herstellung der bevorzugten polymeren HIPE-Schaumstoffmaterialien für die Fluid-Speicher- /-Umverteilungskomponente verwendeten Emulsionen werden im allgemeinen Verhältnisse von Wasser-zu Öl-Phase im Bereich von etwa 12:1 bis 100:1, bevorzugter von etwa 20:1 bis 70:1, am bevorzugtesten von etwa 25:1 zu 50:1, aufweisen.
Die kontinuierliche Ölphase der Emulsionen, die zur Herstellung der bevorzugten HIPE-Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin verwendet werden, umfaßt die Monomeren, die zur Bildung der festen Schaumstoffstruktur polymerisiert werden sollen. Solche Monomere inkludieren eine hauptsächliche Monomerkomponente, eine Comonomerkomponente und eine Vernetzungsmittelkomponente. Die Auswahl spezieller Arten und Mengen von monofunktionellen hauptsächlichem(n) Monomer(en) und Comonomer(en) sowie polyfunktionellem(n) Vernetzungsmittel(n) kann zur Realisierung von absorbierenden HIPE- Schaumstoffmaterialien mit der gewünschten Kombination von strukturellen, mechanischen und Fluidleiteigenschaften, die solche Materialien zur Verwendung in der Fluid-Speicher-/Umverteilungskomponente geeignet machen, wichtig sein.
Die hauptsächliche monofunktionelle Monomerkomponente, die in der Ölphase der bevorzugten als Schaumstoffvorstufe dienenden HIPE- Emulsionen verwendet wird, umfaßt ein oder mehrere Monomere, die dazu neigen, der in der Folge resultierenden Schaumstoffstruktur glasartige Eigenschaften zu verleihen. Solche Monomere werden im folgenden als "Glas"-Monomere bezeichnet und sind für die Zwecke dieser Erfindung als monomere Materialien definiert, die Homopolymere mit hohem Molekulargewicht (höher als 6000) und einer Glasübergangstemperatur Tg von über etwa 40ºC produzieren würden. Die bevorzugte Art von monofunktionellem Glas-Monomer ist ein Monomer auf Styrolbasis, wobei das Styrol selbst das am meisten bevorzugte Monomer dieser Art ist. Substituiertes, z.B. monosubstituiertes Styrol, wie etwa p-Methylstyrol, kann auch verwendet werden. Die monofunktionelle Glas-Monomerkomponente wird normalerweise etwa 3% bis 41%, bevorzugter etwa 7% bis 40%, bezogen auf das Gewicht der Ölphase, die in der zu polymerisierenden HIPE- Emulsion verwendet wird, ausmachen.
Die monofunktionelle Comonomerkomponente, die auch in der Ölphase der HIPE-Emulsion gemeinsam mit dem hauptsächlichen Glas- Monomermaterial vorliegt, umfaßt ein oder mehrere Comonomere, die dazu neigen, der in der Folge resultierenden Schaumstoffstruktur gummiartige Eigenschaften zu verleihen. Solche Comonomere werden im folgenden als "Gummi"-Comonomere bezeichnet und sind für die Zwecke dieser Erfindung definiert als monomere Materialien, die Homopolymere mit hohem Molekulargewicht (höher als 10.000) und einer Glasübergangstemperatur Tg von etwa 40ºC oder darunter produzieren würden. Monofunktionelle Gummi-Comonomere dieser Art sind zum Beispiel u.a. Mkylacrylate, Alkylmethacrylate, Allylacrylate, Butadien, substituierte Butadiene, Vinylidinhalogenide und Kombinationen solcher Comonomerer und solcher Arten von Comonomeren. Bevorzugte Gummi-Comonomere sind u.a. Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Butadien, Isopren und Kombinationen dieser Comonomeren. Von allen diesen Arten sind Butylacrylat und 2- Ethylhexylacrylat die am meisten bevorzugten. Die monofunktionelle Gummi-Comonomerkomponente wird im allgemeinen etwa 27% bis 73%, bevorzugter etwa 27% bis 66%, bezogen auf das Gewicht der Ölphase, ausmachen.
In den zur Herstellung der bevorzugten absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin verwendeten HIPE- Emulsionen müssen sowohl das (die) monofunktionelle(n) hauptsächliche(n) Glas-Monomer(en) als auch das (die) monofunktionelle(n) Gummi- Comonomer(en) in der Ölphase innerhalb der oben angegebenen Konzentrationsbereiche vorliegen. Zusätzlich dazu wird das Molverhältnis von monofunktioneller Glas-Monomerkomponente zu der monofunktionellen Gummi-Komponente im allgemeinen im Bereich von etwa 1:25 bis 1,5:1, bevorzugter von etwa 1:9 bis 1,5:1, liegen.
Da die Polymerketten, die aus dem (den) Glas-Monomer(en) und den Gummi-Comonomer(en) gebildet sind, vernetzt werden sollen, muß die Ölphase der zur Bildung der bevorzugten HIPE-Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin verwendeten Emulsionen auch ein polyfunktionelles Vernetzungsmittel enthalten. Wie bei den monofunktionellen Monomeren und Comonomeren ist die Auswahl einer speziellen Art und Menge von Vernetzungsmittel sehr wichtig für die in der Folge stattfindende Herstellung von bevorzugten polymeren Schaumstoffen mit der gewünschten Kombination von strukturellen, mechanischen und Fluid-Absorptionseigenschaften.
Je nach der Art und den Mengen der verwendeten monofunktionellen Monomeren und Comonomeren und weiters abhängig von den gewünschten Eigenschaften der in der Folge realisierten bevorzugten polymeren Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente kann die polyfunktionelle Vernetzungsmittelkomponente zur Verwendung in der bevorzugten aus HIPE-Emulsion bestehenden Schaumstoffvorstufe aus einer großen Vielzahl von polyfunktionellen, vorzugsweise difunktionellen, Monomeren ausgewählt werden. Somit kann das Vernetzungsmittel ein aromatisches Divinylmaterial, wie etwa Divinylbenzol, Divinyltoluol oder Diallylphthalat, sein, Andererseits können aliphatische Divinyl-Vernetzer, wie irgendwelche Diacrylsäureester von Polyolen, verwendet werden. Das Vemetzungsmittel, das zur Herstellung der am besten verwendbaren Schaumstoffe aus den bevorzugten HIPE-Emulsionen als geeignet befunden wurde, ist das Divinylbenzol.
Das Vernetzungsmittel wird, unabhängig von der verwendeten Art, in der Ölphase der bevorzugten schaumstoffbildenden Emulsionen hierin im allgemeinen in einer Menge von etwa 8 Gew.% bis 40 Gew.%, bevorzugter von etwa 10 Gew.% bis 25 Gew.% eingesetzt. Die Mengen an Vernetzungsmittel(n) innerhalb solcher Bereiche werden im allgemeinen eine molare Vernetzungsmittelkonzentration von etwa 5 Molprozent bis etwa 60 Molprozent, bezogen auf die in der Ölphase vorliegenden Gesamtmonomeren, ergeben.
Der Hauptanteil der Ölphase der bevorzugten HIPE-Emulsionen hierin wird die oben genannten Monomeren, Comonomeren und Vernetzungsmittel umfassen, die in der Folge die bevorzugten polymeren absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente bilden. Es ist daher wichtig, daß diese Monomeren, Comonomeren und Vernetzungsmittel im wesentlichen wasserunlöslich sind, sodaß sie in erster Linie in der Ölphase und nicht in der Wasserphase löslich sind. Die Verwendung solcher im wesentlichen wasserunlöslicher Monomermaterialien gewährleistet, daß bevorzugte HIPE-Emulsionen mit geeigneten Eigenschaften und geeigneter Stabilität gewonnen werden können.
Selbstverständlich ist es bevorzugt, wenn die Monomeren, Comonomeren und Vernetzungsmittel, die zur Bildung der bevorzugten polymeren Schaumstoffmaterialien für die Speicher- /Umverteilungskomponente hierin verwendet werden, solcher Art sind, daß das in der Folge gebildete Schaumstoffpolymer geeigneterweise nicht toxisch und entsprechend chemisch stabil ist, Daher sollten solche Monomere, Comonomere und Vernetzungsmittel bevorzugt wenig oder keine Toxizität in den sehr niedrigen Restkonzentrationen aufweisen, in welchen sie während der Bearbeitung undloder der Verwendung des Schaumstoffes nach der Polymerisation angetroffen werden.
Eine andere wesentliche Komponente der Ölphase der HIPE- Emulsionen, die zur Bildung der bevorzugten polymeren Schaumstoffe für die Speicher-/Umverteilungskomponente gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthält einen Emulgator, der die Bildung von stabilen HIPE-Emulsionen gestattet. Solche Emulgatoren sind jene, die in der Ölphase, die zur Herstellung der Emulsion verwendet wird, löslich sind. Die verwendeten Emulgatoren können nicht-ionisch, kationisch, anionisch oder amphotär sein, sofern der Emulgator oder die Kombination von Emulgatoren eine stabile Emulsion bildet. Bevorzugte Arten von Emulgatoren, die zur Bereitstellung einer Emulgatorkomponente mit geeigneten Eigenschaften verwendet werden kann, inkludieren die Sorbitan-Fettsäureester, Polyglyzerin-Fettsäureester, Polyoxyethylen- (POE)- Fettsäuren und Fettsäureester. Besonders bevorzugt sind die Sorbitan-Fettsäureester, wie etwa Sorbitan-Monolaurat (SPAN 20), Sorbitan-Monooleat (SPAN 80) sowie Kombinationen von Sorbitan-Monooleat (SPAN 80) und Sorbitan- Trioleat (SPAN 85). Eine solche besonders bevorzugte Emulgatorkombination enthält die Kombination von Sorbitan-Monooleat und Sorbitan-Trioleat in einem Gewichtsverhältnis von mehr als oder gleich etwa 3:1, bevorzugter von etwa 4:1. Andere verwendbare Emulgatoren sind u.a. TRIODAN 20, das ein im Handel erhältlicher Polyglyzerinester ist, der von Grinsted auf den Markt gebracht wird, sowie EMSORB 2502, das ein von Henkel auf den Markt gebrachtes Sorbitan-Sesquioleat ist.
Die Emulgatorkqmponente wird im allgemeinen etwa 2% bis 33%, bezogen auf das Gewicht der Ölphase, die zur Bildung der HIPE-Emulsionen verwendet wird, welche ihrerseits zur Herstellung der bevorzugten polymeren Schaumstoffmaterialien der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin eingesetzt werden, ausmachen. Bevorzugter wird die Emulgatorkomponente etwa 4% bis 25%, bezogen auf das Gewicht der Ölphase, ausmachen.
Zusätzlich zu den Monomeren und Emulgatorkomponenten, die hier zuvor beschrieben wurden, kann die zur Bildung der polymerisierbaren HIPE-Emulsionen hierin verwendete Ölphase auch zusätzliche wahlweise Komponenten enthalten. Eine solche wahlweise Komponente der Ölphase kann ein öllöslicher Polymerisationsinitiator der weiter unten beschriebenen allgemeinen Art sein. Eine andere mögliche wahlweise Komponente der Ölphase kann ein im wesentlichen wasserunlösliches Lösungsmittel für die Monomer- und Emulgatorkomponenten der Ölphase sein. Ein Lösungsmittel dieser Art darf selbstverständlich nicht imstande sein, die in der Folge polymerisierten Monomeren zu lösen. Die Verwendung eines solchen Lösungsmittels ist nicht bevorzugt, wenn jedoch ein solches Lösungsmittel verwendet wird, wird es im allgemeinen nicht mehr als etwa 10%, bezogen auf das Gewicht der Ölphase, ausmachen.
Wie angegeben, ist die HIPE-Ölphase gemäß obiger Beschreibung die kontinuierliche Phase in den Emulsionen, die zur Herstellung der bevorzugten erfindungsgemäßen Schaumstoffe der Speicher- /Umverteilungskomponente polymerisiert werden sollen. Die diskontinuierliche interne Phase der polymerisierbaren HIPE-Emulsionen ist die Wasserphase, die im allgemeinen eine wässerige Lösung darstellt, die ein oder mehrere gelöste Komponenten enthält. Eine wesentliche gelöste Komponente der Wasserphase ist ein wasserlöslicher Elektrolyt. Der in der Wasserphase der HIPE-Emulsion gelöste Elektrolyt dient dazu, die Tendenz der Monomeren und Vemetzungsmittel, die in erster Linie öllöslich sind, sich auch in der Wasserphase zu lösen, zu minimieren. Dadurch kann seinerseits das Ausmaß herabgesetzt werden, bis zu welchem während der Polymerisation der Emulsion das polymere Material die Zellfenster an den Grenzflächen von Ö/Wasser, die durch die Blasen der Wasserphase gebildet wurden, zu füllen. Somit können die Anwesenheit von Elektrolyt und die entstehende Ionenstärke der Wasserphase eine Bestimmung dafür darstellen, ob und bis zu welchem Ausmaß die entstehenden bevorzugten polymeren Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente offenzellig genannt werden können.
Jeder Elektrolyt, der eine Ionenart zur Verfügung stellt, um eine lonenstärke für die Wasserphase zu bewirken, kann verwendet werden. Bevorzugte Elektrolyte sind ein-, zwei- oder dreiwertige anorganische Salze, wie etwa die wasserlöslichen Halogenide, z.B. Chloride, Nitrate und Sulfate von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen. Beispiele umfassen Natriumchlorid, Kalziumchlorid, Natriumsulfat und Magnesiumsulfat. Kalziumchlorid ist zur Verwendung in diesen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung am meisten bevorzugt.
Im allgemeinen wird ein Elektrolyt in der Wasserphase der HIPE- Emulsionen, welche die Vorstufen der bevorzugten polymeren Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin darstellen, in einer Konzentration verwendet werden, die im Bereich von etwa 0,2% bis etwa 40%, bezogen auf das Gewicht der Wasserphase, liegt. Bevorzugter wird der Elektrolyt von etwa 0,5% bis 20%, bezogen auf das Gewicht der Wasserphase, ausmachen.
Die zur Herstellung der bevorzugten polymeren Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin verwendeten HIPE-Emulsionen werden in der Regel auch einen Polymerisationsinitiator enthalten. Eine solche Initiatorkomponente wird im allgemeinen der Wasserphase der HIPE- Emulsionen zugesetzt und kann aus einem beliebigen wasserlöslichen freiradikalischen Initiator bestehen. Materialien dieser Art inkludieren Persauerstoffverbindungen, wie etwa Natrium-, Kalium- und Ammoniumpersulfate, Caprylylperoxid, Benzoylperoxid, Wasserstoffperoxid, Cumenhydroperoxide, tert.-Butyldiperphthalat, tert.-Butylperbenzoat, Natriumperacetat, Natriumpercarbonat und dergleichen. Übliche Redox- Initiatorsysteme können ebenfalls verwendet werden. Solche Systeme werden durch Kombination der obigen Persauerstoffverbindungen mit Reduktionsmitteln, wie etwa Natriumbisulfit, L-Ascorbinsäure oder Ferrosalzen, gebildet.
Das Initiatormaterial kann bis zu etwa 5 Molprozent, bezogen auf die Gesamtmole der in der Ölphase vorliegenden polymerisierbaren Monomere, ausmachen. Bevorzugter macht der Initiator von etwa 0,001 bis 0,5 Molprozent, auf der Basis der Gesamtmole der in der Ölphase polymersierbaren Monomeren, aus. Bei Verwendung in der Wasserphase können solche Initiatorkonzentrationen verwirklicht werden, indem der Initiator zur Wasserphase in einem Ausmaß von etwa 0,02% bis 0,4%, bevorzugter von etwa 0,1% bis 0,2%, bezogen auf das Gewicht der Wasserphase, zugesetzt wird.
Durch ein Verfahren, das weiter unten ausführlicher beschrieben wird, werden die Ölphase und die Wasserphase, wie sie oben beschrieben sind, miteinander unter Rühren zur Bildung einer Emulsion in der Form eines stabilen Schaums vereinigt. Dieser HIPE-Schaum wird dann Polymerisationsbedingungen unterworfen, die ausreichen und geeignet sind, um Polymerisation der Monomeren in der Ölphase zu bewirken und hiebei eine feste zelluläre Schaumstruktur entstehen zu lassen.
Die chemische Natur, die Aufmachung und die Morphologie des Polymermaterials, welches die bevorzugten Schaumstoffstrukturen der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin bildet, sind sowohl durch die Art als auch durch die Konzentration der Monomeren, Comonomeren und Vemetzer, die in der HIPE-Emulsion verwendet werden, sowie durch die eingesetzten Bedingungen der Emulsionspolymerisation bestimmt. Solches polymeres Material wird im allgemeinen in wässerigen Flüssigkeiten nicht quellbar sein, in welchen das Material selbst nicht in signifikanter Weise weichgemacht wird oder bei Berührung wässerige Flüssigkeiten in sich aufnimmt. Es ist jedoch nicht von Bedeutung, wie die spezielle Aufmachung der Monomeren, das Molekulargewicht oder die Morphologie des Polymermaterials sein wird, das entstehende bevorzugte Polymermaterial wird im allgemeinen in seinem Charakter viskoelastisch sein. Somit wird das Polymer der bevorzugten Schaumstoffstrukturen der Speicher- /Umverteilungskomponente hierin sowohl viskose, d.h. fluidartige, als auch elastische, d.h. federartige Eigenschaften aufweisen. Wichtig ist, daß das polymere Material, welches die zelluläre Schaumstoffstruktur bildet, physikalische, rheologische und morphologische Eigenschaften aufweist, welche dem absorbierenden Schaumstoffmaterial unter den Einsatzbedingungen geeignete Flexibilität, Resistenz gegen Kompressionsverformung und Dimensionsstabilität verleihen.
Das vernetzte Polymermaterial, das die bevorzugten absorbierenden Schaumstoffstrukturen der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin bildet, wird vorzugsweise im wesentlichen frei von polaren funktionellen Gruppen an seiner polymeren Struktur sein. Daher wird das Polymer, das die Oberflächen der Schaumstoffstruktur solcher bevorzugter absorbierender Schaumstoffe bildet, unmittelbar nach dem Polymerisationsschritt normalerweise relativ hydrophoben Charakter haben. Dementsprechend können bevorzugte Schaumstoffe knapp nach der Polymerisation eine weitere Behandlung erfordern, um die Oberflächen der Schaumstoffstruktur im Verhältnis hydrophiler zu machen, sodaß solche Schaumstoffe als Absorbentien für wässerige Körperfluide in der Speicher- /Umverteilungskomponente der Artikel hierin verwendet werden können. Die Hydrophilisierung der Schaumstoffoberflächen kann, wenn notwendig, im allgemeinen durch Behandeln der HIPE-Schaumstoffstrukturen beim Polymerisieren mit einem Hydrophilisierungsmittel in einer weiter unten detaillierter beschriebenen Weise erreicht werden.
Hydrophilisierungsmittel sind beliebige Substanzen, die die Benetzbarkeit durch Wasser der polymeren Oberflächen, mit welchen sie in Kontakt gebracht werden und auf welchen sie abgelagert werden, verbessern. Hydrophilisierungsmittel sind in der Fachwelt allgemein bekannt. Solche bekannte Mittel enthalten im allgemeinen oberflächenaktive Stoffe der anionischen, kationischen oder nichtionischen Art. Hydrophilisierungsmittel werden im allgemeinen in flüssiger Form, in der Regel in Wasser gelöst eingesetzt, um eine wässerige hydrophilisierende Lösung zu bilden, die auf die Oberflächen des HIPE-Schaumstoffes aufgebracht wird. Auf diese Weise könne die Hydrophilisierungsmittel an den polymeren Oberflächen der bevorzugten HIPE-Schaumstoffstrukturen in Mengen adsorbiert werden, die dazu geeignet sind, solche Oberflächen im wesentlichen hydrophil zu machen, ohne jedoch die gewünschten Flexibilitäts- und Kompressionsverformungseigenschaften des Schaumstoffes zu verändern. Bei bevorzugten Schaumstoffen, die mit Hydrophilisierungsmitteln behandelt worden sind, wird das Hydrophilisierungsmittel in die Schaumstoffstruktur eingearbeitet, sodaß Restmengen des Mittels, die in der Schaumstoffstruktur verbleiben, mindestens etwa 0,05 Gew.%, bevorzugter etwa 0,1% bis 10%, bezogen auf das Gewicht des Schaumstoffes, ausmachen.
Eine Art eines geeignetem Hydrophilisierungsmittels umfaßt milde, relativ nicht-irritierende Tenside, die auf die Schaumstoffstruktur in Mengen aufgebracht werden, die ausreichen, um restliches Tensid in dem Schaumstoff in einem Ausmaß von etwa 0,5 Gew.% bis 5,0 Gew.%, bevorzugter von etwa 1 Gew.% bis 3 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des Schaumstoffes, zu ergeben. Solche Tenside können zum Beispiel Alkylsulfate und alkylethoxylierte Sulfate jener Art inkludieren, die in handelsüblichen Geschirrwaschmitteln verwendet werden, wie etwa in JOY LIQUID DETERGENT. Wässerige Lösungen solcher Tenside werden in der Regel zum Waschen der HIPE-Schaumstoffstruktur verwendet, entweder nach Abtrennung des restlichen Wasserphasenmaterials, welches aus dem Polymerisationsvorgang des Schaumstoffes übrig ist, oder, bevorzugter, als Teil der Waschbehandlung, die zur Entfernung dieses Restwasserphasenmaterials dient.
Noch eine weitere bevorzugte Art von Hydrophilisierungsmittel umfaßt hydratisierbare und vorzugsweise hygroskopische oder zerfließende, wasserlösliche anorganische Salze. Solche Stoffe inkludieren zum Beispiel toxikologisch verwendbare Kalzium- und Magnesiumsalze. Stoffe dieser Art und ihre Verwendung in Verbindung mit wasserunlöslichen Tensiden als Hydrophilisierungsmittel für Schaumstoffe werden detaillierter in der US-Patentanmeldung von Thomas A. Desarais mit der Ser.Nr. 743.951* (P&G Case Nr.4454) beschrieben, die gleichzeitig hiemit angemeldet und hierin als Referenz aufgenommen ist. Bevorzugte Salze dieser Art inkludieren die Kalzium- und Magnesiumhalogenide, wie etwa Kalziumchlorid, welches, wie weiter unten angegeben, auch als der Elektrolyt in der Wasserphase der zur Herstellung der bevorzugten absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente verwendeten HIPE- Emulsionen eingesetzt wird.
Hydrophilisierungsmittel in der Form von hydratisierbaren anorganischen Salzen können leicht in die absorbierenden Schaumstoffe der Speicher-/Umverteilungskomponente hierin eingebaut werden, indem die Schaumstoffe mit wässerigen Lösungen solcher Salze behandelt werden. Wie bei oberflächenaktiven Hydrophilisierungsmitteln können die Lösungen von hydratisierbaren anorganischen Salzen im allgemeinen zur Behandlung und Hydrophilisierung hydrophober Schaumstoffe nach Abschluß oder als Teil des Verfahrens zur Abtrennung der restlichen Wasserphase aus den soeben polymerisierten Schaumstoffen verwendet werden. Die Berührung der Schaumstoffe mit solchen Lösungen wird vorzugsweise verwendet, um hydratisierbare anorganische Salze, wie etwa Kalziumchlorid, gleichmäßig in restlichen Mengen aufzubringen, die im Bereich von etwa 0,1% bis 7%, bezogen auf das Gewicht des Schaumstoffes, liegen.
Die Hydrophilisierungsbehandiung von solchen bevorzugten Schaumstoffstrukturen der Speicher-/Umverteilungskomponente, die relativ hydrophob beim Polymerisieren sind, wird in der Regel bis zu einem Ausmaß durchgeführt, welches erforderlich und ausreichend ist, um den bevorzugten Schaumstoffen der HIPE-Speicherkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung geeignete Hydrophilie zu verleihen. Manche Schaumstoffe des bevorzugten HIPE-Emulsionstyps können jedoch bei der Herstellung geeignet hydrophil sein und es ist möglich, daß sie keine zusätzliche Behandlung mit Hydrophilisierungsmitteln brauchen. Insbesondere können diese bevorzugten HIPE-Schaumstoffe solche sein, in welchen Sorbitan-Fettsäureester als zu der Ölphase zugesetzte Emulgatoren und Kalziumchlorid als ein Elektrolyt in der Wasserphase der als Schaumstoff-Vorstufen verwendeten HIPE-Emulsionen eingesetzt werden. In diesem Fall kann die restliche Wasserphasenfiüssigkeit, die innerhalb der Schaumstoffe nach der Polymerisation zurückgehalten wird, ausreichende Mengen Kalziumchlorid enthalten oder ablagern, um die internen Schaumstoffoberflächen, die restlichen Emulgator enthalten, in geeigneter Weise hydrophil zu machen, selbst nachdem die Schaumstoffe aus polymerisierter Emulsion entwässert worden sind.

V) Methoden zur Herstellung von absorbierendem Schaumstoff

Die in der Speicher-/Umverteilungskomponente der absorbierenden Artikel hierin verwendeten absorbierenden Schaumstoffmaterialien können unter Einsatz beliebiger Polymerisations- und Postpolymerisations- Verfahrensstufen und unter Einsatz einer geeigneten Kombination von monomeren Materialien hergestellt werden, solange hydrophile Schaumstoffe entstehen, die die oben beschriebenen essentiellen und gewünschtenfalls bevorzugten Fluidleit-, strukturellen und mechanischen Eigenschaften aufweisen. Wie angegeben, findet bei einer bevorzugten Methode zur Herstellung polymerer Schaumstoffe mit den erforderlichen Fluidleiteigenschaften und den gewünschten strukturellen und mechanischen Eigenschaften die Polymerisation von Emulsionen mit hohem Anteil an interner Phase (HIPEs) statt. Die Herstellung von absorbierenden Schaumstoffen der Speicher-/Umverteilungskomponente unter Verwendung dieses bevorzugten Verfahrens wird somit beschrieben, um zu erläutern, wie Schaumstoffe der Art, wie sie hierin ins Auge gefaßt werden, hergestellt werden können.
Dieses bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Schaumstoffes bedient sich folgender Schritte: A) Herstellen einer stabilen Emulsion mit hohem Anteil an interner Phase (HIPE), B) anschließend Polymerisieren dieser stabilen Emulsion unter Bedingungen, die zur Bildung einer festen polymeren Schaumstoffstruktur geeignet sind, C) Waschen und, erforderlichenfalls, Hydrophilisieren der festen polymeren Schaumstoffstruktur durch Behandeln der Struktur mit Wasser und/oder Hydrophilisierungsmitteln in flüssiger Form, um die ursprüngliche restliche Wasserphase von der polymeren Schaumstoffstruktur abzutrennen und allenfalls erforderliches Hydrophilisierungsmittel aufzubringen, und D) anschließend Entwässern dieser polymeren Schaumstoffstruktur bis zu dem notwendigen Ausmaß, um das Schaumstoffmaterial als eine wässerige Körperfluide absorbierende Speicherkomponente verwendbar zu machen. Jeder dieser grundlegenden Verfahrensschritte wird detaillierter wie folgt beschrieben:

A) Bildung der HIPE-Emulsion

Die HIPE-Emulsionsvorstufe für die bevorzugten absorbierenden Schaumstoffmaterialien hierin kann durch Kombination einer Ölphase gemäß obiger Beschreibung mit einer Wasserphase, ebenfalls gemäß obiger Beschreibung, gebildet werden. Das Gewichtsverhältnis der Wasserphase zu der Ölphase in einer solchen Kombination wird im allgemeinen im Bereich von 12:1 bis 100:1, bevorzugter von etwa 20:1 bis 70:1 liegen.
Die zur Bildung der HIPE-Emulsionen hierin verwendete Ölphase wird die oben vorgegebenen wesentlichen Komponenten enthalten, wie nämlich die erforderlichen Monomeren, Comonomeren, Vernetzer und Emulgatoren. Die Ölphase kann auch wahlweise Komponenten enthalten, wie etwa Lösungsmittel und Polymerisationsinitiatoren. Die zur Bildung der HIPE-Emulsionen hierin verwendete Wasserphase wird den oben spezifizierten Elektrolyt als eine wesentliche Komponente enthalten und kann auch wahlweise Komponenten aufweisen, wie etwa wasserlösliche Emulgatoren und/oder Polymerisationsinitiatoren.
Die HIPE-Emulsion kann aus der vereinigten Öl- und Wasserphase gebildet werden, indem diese Kombination von Phasen einer Scherbewegung ausgesetzt wird. Scherbewegung wird im allgemeinen bis zu dem Ausmaß und während eines solchen Zeitraums eingesetzt, wie sie erforderlich sind, um eine stabile Emulsion aus den vereinigten Öl- und Wasserphasen zu bilden. Ein solches Verfahren kann entweder ansatzweise oder kontinuierlich vorgenommen werden und wird im allgemeinen unter Bedingungen ausgeführt, die zur Bildung einer Emulsion geeignet sind, in welcher die Tröpfchen der Ölphase zu einem solchen Ausmaß dispergiert sind, daß der polymerisierte Schaumstoff, der in der Folge aus der Emulsion gebildet wird, das erforderliche Porenvolumen und die anderen Struktureigenschaften aufweisen wird. Die Emulgierung der Öl- und Wasserphasenkombination wird häufig unter Einsatz einer Misch- oder Rührvorrichtung, wie etwa eines Nadelrührers, stattfinden.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der HIPE-Emulsionen, welches hierin verwendet werden kann, bedient sich eines kontinuierlichen Verfahrens zur Vereinigung und Emulgierung der erforderlichen Öl- und Wasserphasen. Bei einem solchen Verfahren wird ein flüssiger Strom, welcher die Ölphase gemäß obiger Beschreibung enthält, gebildet und mit einer Strömungsrate zur Verfügung gestellt, die im Bereich von etwa 0,08 bis 1,5 ml pro Sekunde liegt. Gleichzeitig wird auch ein flüssiger Strom, der die Wasserphase gemäß obiger Beschreibung umfaßt, gebildet und mit einer Strömungsrate im Bereich von etwa 4 bis 50 ml pro Sekunde zur Verfügung gestellt. Bei Strömungsraten innerhalb der oben genannten Bereiche werden diese beiden Ströme dann in einer geeigneten Mischkammer oder -zone in einer solchen Weise vereinigt, daß die erforderlichen Gewichtsverhältnisse von Wasser- zu Ölphase, wie sie oben angegeben wurden, angenähert, erreicht und eingehalten werden.
In der Mischkammer oder -zone werden die vereinigten Ströme im allgemeinen einer Scherbewegung ausgesetzt, wie sie zum Beispiel durch einen Nadelrührer geeigneter Konfiguration und Dimensionen zur Verfügung gestellt wird. Das Scheren wird im allgemeinen bis zu einem Ausmaß von etwa 1000 bis 4000 sec&supmin;¹ vorgenommen. Die Verweilzeiten in der Mischkammer werden häufig im Bereich von etwa 5 bis 30 Sekunden liegen. Sobald sich die stabile HIPE-Emulsion in flüssiger Form gebildet hat, kann sie aus der Mischkammer oder -zone mit einer Strömungsrate von etwa 4 bis 52 ml/sec abgezogen werden.
Dieses bevorzugte Verfahren zur Bildung verwendbarer HIPE- Emulsionen in kontinuierlicher Weise wird detaillierter in der US- Patentanmeldung von Thomas A. Desarais, Stephen T. Dick und Thomas M. Shiveley mit der Ser.Nr. 743,947,* (P&G Case Nr.4453) beschrieben. Diese Anmeldung, die gleichzeitig mit der vorliegenden angemeldet wurde, wird hierin als Referenz aufgenommen.

B) Polymerisation der HIPE-Emulsion

Die gemäß obiger Beschreibung gebildete HIPE-Emulsion wird im allgemeinen in ein geeignetes Reaktionsgefäß, einen Behälter oder einen Bereich eingebracht um polymerisiert zu werden. Bei einer Ausführungsform hierin umfaßt das Reaktionsgefäß eine aus Polyethylen hergestellte Wanne, aus welcher das in der Folge polymerisierte feste Schaumstoffmaterial, nachdem die Polymerisation bis zum gewünschten Ausmaß durchgeführt wurde, leicht zur weiteren Bearbeitung entnommen werden kann.
Die Polymerisationsbedingungen, welchen die HIPE-Emulsion ausgesetzt wird, werden von den Monomeren und anderen Ausstattungen der Öl- und Wasserphasen der Emulsion und von Art und Mengen der verwendeten Polymerisationsinitiatoren abhängen. Häufig werden jedoch die Polymerisationsbedingungen ein Bewahren der HIPE-Emulsion bei erhöhten Temperaturen von etwa 55ºC bis 90ºC, bevorzugter von etwa 60ºC bis 66ºC, während eines Zeitraums im Bereich von 4 bis 24 Stunden, bevorzugter von etwa 4 bis 12 Stunden, umfassen.

C) Waschen und Hydrophilisieren des HIPE-Schaumstoffes

Der feste HIPE-Schaumstoff, der nach Beendigung der oben beschriebenen Polymerisationsstufe gebildet wurde, wird im allgemeinen eine flexible, offenzellige poröse Struktur aufweisen, bei der seine Zellen mit dem restlichen Material der Wasserphase, die zur Herstellung der HIPE-Emulsion vor der Polymerisation verwendet wurde, gefüllt sind. Dieses restliche Wasserphasenmaterial, welches im allgemeinen eine wässerige Lösung von Elektrolyt, restlichem Emulgator und Polymerisationsinitiator umfaßt, sollte zu diesem Zeitpunkt vor einer weiteren Bearbeitung und vor der Verwendung des Schaumstoffes aus der Schaumstoffstruktur entfernt werden. Die Entfernung des ursprünglichen Wasserphasenmaterials wird in der Regel durch Kompression der Schaumstoffstruktur zum Auspressen von restlicher Flüssigkeit und/oder durch Waschen der Schaumstoffstruktur mit Wasser oder anderen wässerigen Waschlösungen vorgenommen. Häufig werden mehrere Kompressions- und Waschstufen, z.B. zwei Zyklen, eingesetzt.
Nach der Abtrennung des ursprünglichen Wasserphasenmaterials aus der Schaumstoffstruktur bis zum erforderlichen Ausmaß ist es möglich, daß der HIPE-Schaumstoff, z.B. durch kontinuierliches Waschen mit einer wässerigen Lösung eines geeigneten Hydrophilisierungsmittels behandelt werden muß. Verwendbare Hydrophllisierungsmittel sind oben aufgelistet. Wie angegeben, wird erforderlichenfalls die Behandlung der HIPE- Schaumstoffstruktur mit der Lösung des Hydrophilisierungsmittels fortgesetzt, bis die gewunschte Menge des Hydrophilisierungsmittels eingebaut ist und bis der Schaumstoff einen gewünschten Wert der Adhäsionsspannung für das beliebige gewählte wässerige flüssige Adsorbat aufweist.

D) Entwässerung des Schaumstoffes

Nachdem der HIPE-Schaumstoff bis zu dem erforderlichen Ausmaß behandelt wurde, bei welchem der in der Folge getrocknete Schaumstoff geeignet hydrophil gemacht wurde, wird der Schaumstoff im allgemeinen entwässert, bevor er geschnitten oder auf andere Weise zur Verwendung als eine absorbierende Struktur in der Speicher-/Umverteilungskomponente eines absorbierenden Artikels zugerichtet wird. Die Entwässerung kann durch Kompression des Schaumstoffes erfolgen, um restliches Wasser herauszudrücken, kann dadurch erfolgen, daß der Schaumstoff oder das Wasser darin erhöhten Temperaturen, z.B. Temperaturen von etwa 60ºC bis 200ºC, oder einer Mikrowellenbehandlung ausgesetzt werden, oder kann durch eine Kombination sowohl von Kompression als auch Wassererhitzungsverfahren erfolgen. Der Entwässerungsschritt der Behandlung des HIPE-Schaumstoffes wird im allgemeinen solange fortgesetzt, bis der gebrauchsfertige HIPE-Schaumstoff so trocken ist, wie er verwendet werden soll. Häufig werden solche durch Kompression entwässerte Schaumstoffe einen Wasser-(Feuchtigkeits-)Gehalt von etwa 50% bis 500%, bevorzugter von etwa 50% bis 200%, bezogen auf die Basis des Trockengewichts, aufweisen. Anschließend können die erhitzten Schaumstoffe auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5% bis 40%, bevorzugter von etwa 5% bis 15%, bezogen auf Gewicht, getrocknet werden.

HERSTELLUNG DES ABSORBIERENDEN KERNS - BEZIEHUNG VON ERFASSUNGS-/VERTEILUNGS- UND SPEICHER-/UMVERTEILUNGSKOMPONENTEN

Wie angegeben, werden sowohl die obere Erfassungs- /Verteilungskomponente als auch die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente zu einem absorbierenden Kern angeordnet, welcher zwischen dem Deckblatt und dem Rückenblatt zur Bildung der absorbierenden Artikel hierin eingesetzt ist. Hinsichtlich der positionsmäßigen Beziehung der Erfassungsiverteilungskomponente und der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente innerhalb des absorbierenden Kerns besteht keine spezielle Anweisung, solange diese Komponenten in wirksamer Fluidverbindung miteinander stehen und solange jede Komponente groß genug ist, um die Menge an wässerigem Körperfluid, die erwartungsgemäß in den absorbierenden Artikel ausgeschieden wird, wirksam zu halten und/oder zu transportieren.
Wie oben angegeben, besteht die bevorzugteste Beziehung zwischen der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente und der Fluid-Speicher-/Umverteilungskomponente innerhalb des absorbierenden Kerns der vorliegenden Artikel darin, daß diese Komponenten in einer geschichteten Konfiguration angeordnet sind. In einer solchen geschichteten Konfiguration umfaßt die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente eine obere Schichte, die auf einer darunterliegenden Fluid-Speicheri-Umverteilungskomponente, die in der Form einer unteren Schichte vorliegt, aufliegt. Es versteht sich, daß für Zwecke dieser Erfindung diese beiden Arten von Schichten sich hauptsächlich auf die oberen und unteren Bereiche des absorbierenden Kerns beziehen und nicht notwendigerweise auf einzelne oder selbst physikalisch getrennte Schichten oder Blätter von Material beschränkt sind. Sowohl die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungszone, z.B. die obere Schichte, als auch die Fluid-Speicher-/-Umverteilungszone, z.B. die untere Schichte, können Regionen unterschiedlicher Eigenschaften innerhalb des gleichen Materials umfassen oder können Laminate oder Kombinationen mehrerer Blätter oder Bahnen oder polymerer Schaumstoffe der erforderlichen Art von Materialien, wie sie oben beschrieben wurden, umfassen. Somit inkludiert der Ausdruck "Schichte", wie er hierin verwendet wird, die Ausdrücke "Schichten" und "geschichtet". Für Zwecke dieser Erfindung soll auch verstanden werden, daß sich der Ausdruck "oberer" auf die Schichte des absorbierenden Kerns bezieht, die im Verhältnis näher zu dem Deckblatt des Artikels liegt; umgekehrt bezieht sich der Ausdruck "untere" auf die Schichte des absorbierenden Kerns, die sich im Verhältnis näher zum Rückenblatt des Artikels befindet.
In geschichteten Strukturen ist es aus wirtschaftlichen Gründen selbstverständlich wünschenswert, so wenig absorbierendes Material wie möglich in jeder Komponente des absorbierenden Kerns zu verwenden, solange diese mit dem Bedarf übereinstimmt, eine entsprechende Absorption von Körperfluid mit minimalem Auslaufen von solchem Fluid aus dem Artikel zu gewährleisten. Die Wechselwirkung der speziellen Arten von Erfassungs-/-Verteilungs und Speicher-/Umverteilungsschlchten, die in den bevorzugten geschichteten Artikeln dieser Erfindung verwendet werden, führt zu besonders effizientem Leiten von ausgeschiedenem Fluid und hiedurch wird seinerseits die Verwendung relativ geringer Mengen an absorbierendem Material in jeder Schichte möglich. In den bevorzugten erfindungsgemäßen absorbierenden Artikeln umfaßt die obere Fluid- Erfassungs-/-Verteilungsschichte vorzugsweise etwa 1 bis 25 Gramm, bevorzugter von etwa 2 bis 20 Gramm, fluidabsorbierendes Material. Die untere Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte der bevorzugten absorbierenden Artikel hierin wird im allgemeinen etwa 2 bis 20 Gramm, bevorzugter von etwa 3 bis 17 Gramm, absorbierendes Material auf Schaumstoffbasis umfassen. Das Gewichtsverhältnis der Erfassungs/Verteilungsschichte zu der Speicher-/Umverteilungsschichte wird im allgemeinen im Bereich von etwa 1:4 bis 5:1, bevorzugter von etwa 1:3 bis 4:1, in den bevorzugten absorbierenden Artikeln hierin liegen.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird die Erfassungs-/-Verteilungsschlchte des absorbierenden Kerns in einer speziellen positionsmäßigen Beziehung im Hinblick auf das Deckblatt des Artikels und die Speicher-/Umverteilungsschichte des absorbierenden Kerns angeordnet sein. Insbesondere ist die Erfassungs-/Vertellungsschlchte des Kerns vorzugsweise so positioniert, daß sie in wirksamer Weise angeordnet ist, um ausgeschiedenes Körperfluid zu erfassen und solches Fluid zu anderen Bereichen des Kerns zu transportieren. Somit sollte die Erfassungs- /Verteilungsschichte vorzugsweise den Nachbarbereich des Punkts der Ausscheidung der Körperfluide erfassen. Diese Bereiche würden den Schrittbereich und, vorzugsweise für Artikel, die von männlichen Trägern benützt werden, auch die Region umfassen, wo Urinausscheidungen im Vorderbereich der Windel stattfinden. Für eine Windel bedeutet der Vorderbereich der absorbierenden Artikel hierin jenen Abschnitt des absorbierenden Artikels, von dem es beabsichtigt ist, daß er an der Vorderseite des Trägers angeordnet wird. Zusätzlich dazu ist es für männliche Träger wünschenswert, wenn sich die Erfassungs- /Verteilungsschichte nahe dem vorderen Taillenabsehnitt des Trägers erstreckt, um in wirksamer Weise die relativ hohe Fluidbelastung zu erfassen, die bei männlichen Trägern im Vorderbereich der Windeln stattfindet, und um eine Kompensation von richtungsmäßigen Veränderungen der Ausscheidungen zu bewirken. Die entsprechenden Bereiche des absorbierenden Artikels werden in Abhängigkeit vom Design und der Paßform des absorbierenden Artikels variieren.
Für Windelausführungen ist die Erfassungs-/Verteilungsschichte des Kerns vorzugsweise im Verhältnis zu einem länglichen Deckblatt und/oder der Speicher-/Verteilungsschichte so angeordnet, daß die Erfassungs- /Verteilungsschichte von ausreichender Länge ist, um sich bis zu Bereichen zu erstrecken, die mindestens etwa 50%, vorzugsweise 75%, der Länge des Deckblattes und/oder der Speicher-/Umverteilungsschichte entsprechen. Die Erfassungs-/Verteilungsschichte sollte eine Breite aufweisen, die zur Erfassung von Güssen von Körperfluiden ausreicht und eine direkte Abgabe von Fluid in die Speicher-/Umverteilungsschichte verhindert. Im allgemeinen sollte bei Windeln die Breite der Erfassungs-/Verteilungsschichte mindestens etwa 5 cm, vorzugsweise mindestens etwa 6 cm, betragen.
Für die Zwecke der Bestimmung einer solchen bevorzugten Positionierung der Erfassungs-/Verteilungsschichte gemäß obiger Beschreibung wird die Länge des absorbierenden Artikels als die normale längste Längsdimension des Rückenblattes des länglichen Artikels genommen. Diese normale längste Dimension des länglichen Rückenblattes kann im Hinblick auf den Artikel, wie er an dem Träger angebracht ist, definiert werden. Beim Tragen sind die einander gegenüberliegenden Enden des Rückenblattes aneinander befestigt, sodaß diese verbundenen Enden einen Kreis um die Taille des Trägers bilden. Die normale Länge des Rückenblattes wird somit die Länge jener Linie sein, die durch das Rückenblatt von a) dem Punkt am Rand des Rückenblattes in der Mitte der hinteren Taille des Trägers, durch den Schrittbereich zu b) dem Punkt an dem gegenüberliegenden Rand des Rückenblattes in der Mitte der vorderen Taille des Trägers verläuft. Die Größe und Form des Deckblattes werden im allgemeinen im wesentlichen denen des Rückenblattes entsprechen.
Im üblichen Fall wird es so sein, daß die Speicher- /Umverteilungsschichte der bevorzugten absorbierenden Kerne, die im allgemeinen die Form des absorbierenden Artikels und die normale Länge des länglichen Deckblattes des Artikels definiert, angenähert der längsten Längsdimension der Speicher-/Umverteilungsschichte des Kerns entsprechen. Bei manchen Anwendungen jedoch (z.B. Inkontinenzartikeln für Erwachsene), bei welchen Volumsreduktion oder minimale Kosten von Bedeutung sind, wird die Speicher-/Umverteilungsschlchte nicht die allgemeine Form der Windel oder der Inkontinenzstruktur annehmen. Die Speicher-/Umverteilungsschichte wird im allgemeinen eher so angeordnet sein, daß sie nur den Genitalbereich des Trägers und eine vernünftige Fläche im Bereich des Genitalbereichs abdeckt. In diesem Fall werden sowohl die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte als auch die Speicher- /Verteilungsschichte in Richtung zum Vorderteil des Artikels, wie er durch das Deckblatt definiert ist, lokalisiert sein, sodaß die Erfässungs-/Verteilungsund Speicher-/Umverteilungsschichten in der Regel in den vorderen zwei Dritteln der Artikellänge anzutreffen sind.
Wie angegeben, kann die relative Größe der Erfassungs- /Verteilungsschichte und der Fluid-Speicher-/-Verteilungsschichte in bevorzugten Artikeln in weitem Maße variieren, Vorzugsweise wird jedoch die Erfassungs-/Verteilungsschichte der bevorzugten Konfiguration des absorbierenden Kerns eine kleinere Oberfläche (in ebener ungefalteter Konfiguration) aufweisen als die Speicher-/Umverteilungsschichte und kann tatsächlich eine Oberfläche aufweisen, die deutlich kleiner ist als die der Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte. Häufig wird die Oberfläche der Erfassungs-/-Verteilungsschichte im Bereich von etwa 15% bis etwa 95%, vorzugsweise von etwa 30% bis etwa 85%, bevorzugter von etwa 30% bis etwa 75% der Oberfläche der Speicher-/Umverteilungsschlchte betragen.
Die Erfassungs-/Verteilungsschichte kann von jeder beliebigen Form sein, die mit angenehmer Paßform und den oben besprochenen Größenbegrenzungen in Übereinstimmung ist. Diese Formen umfassen zum Beispiel kreisförmige, rechteckige, trapezoidale oder längliche, z.B. Stundenglas-Form, die Form eines Hundeknochens, eines halben Hundeknochens, ovale oder unregeimäßige Form, Die Erfassungs- /Verteilungsschichte kann eine ähnliche Form wie oder eine andere Form als die Speicher-/Umverteilungsschichte aufweisen. Die Speicher- /Umverteilungsschichte der bevorzugten Konfiguration des absorbierenden Kerns kann auch von beliebiger gewünschter Form sein, die mit komfortabler Paßform übereinstimmt, inklusive zum Beispiel kreisförmiger, rechteckiger, trapezoidaler oder länglicher Form, z.B. der Form eines Stundenglases, eines Hundeknochens, eines halben Hundeknochens, ovale oder unregelmäßige Form. Die Speicher-/Umverteilungsschlchte muß nicht von der Erfassungs-/Verteilungsschichte physikalisch getrennt oder völlig an der Speicher-/Umverteilungsschichte ungebunden vorliegen.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer wegwerfbaren Windel gemäß dieser Erfindung wird durch Fig. 2 der Zeichnungen erläutert. Eine solche Windel inkludiert einen absorbierenden Kern 50, der eine obere Fluid- Erfassungsschichte 51 und eine darunterliegende Fluid-Speicher-/Umverteilungsschichte 52 aufweist, die eine absorbierende Struktur aus Schaumstoff aufweist. Ein Deckblatt 53 liegt oberhalb einer Seite des Kerns und ist koextensiv mit ihr und ein flüssigkeitsundurchiässiges Rückenblatt 54 ist aufgelegt und koextensiv mit der Seite des Kerns, die der von dem Deckblatt bedeckten Seite gegenüberliegt Das Rückenblatt hat am bevorzugtesten eine Breite, die größer als die des Kerns ist, wodurch seitliche Randstreifenabschnitte des Rückenblattes vorgesehen sind, die sich über den Kern hinaus erstrecken. Die Windel ist vorzugsweise, wie dies gezeigt ist, in der Konfiguration eines Stundenglases aufgebaut.
Wie angegeben, müssen die Erfassungs-/-Verteilungskomponente und die Speicher-/Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns überhaupt nicht in einer geschichteten Beziehung in allen Artikeln hierin angeordnet sein. Eine alternative Konfiguration eines absorbierenden Kerns, bei der keine Schichten vorliegen, ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In Fig. 3 und 4 umfaßt die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente eine Einlage 60 aus einem elastischen Verbundmaterial mit niedriger Dichte, welches in eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente 61 auf Basis Schaumstoff eingebettet und von ihr umgeben ist. Der Erfassungs-/Verteilungs- Verbundeinsatz 60 ist an dem Punkt innerhalb des absorbierenden Kerns angeordnet, wo dieser das vom Träger des absorbierenden Artikels ausgeschiedene Körperfluid erhalten wird.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine andere alternative Ausführungsform des absorbierenden Kerns. Bei dieser Konfiguration ist faseriges Material auf Zellulosebasis in der Form eines Blattes 62 mit der Form eines Stundenglases oben auf einer Fluid-Speicher-/-Umvertellungskomponente auf der Basis eines Schaumstoffes angeordnet, welche Komponente zwei parallele, im allgemeinen rechtecklge Streifen 63 umfaßt.
Fig. 7 und 8 zeigen noch eine andere alternative Konfiguration des absorbierenden Kerns, in welcher die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente auf Basis Schaumstoff eine im allgemeinen rechteckig geformte Decksehichte 64 aufweist, die über einer darunterliegenden unteren Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte 65 in Form eines Stundenglases angeordnet ist. Die Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte enthält eine Fluiderfassungsöffnung 66, durch welche Körperfluid so ausgeschieden wird, daß es auf die darunterliegende untere Erfassungs-/Verteilungsschichte 65 auftrifft.

TESTMETHODEN

Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden eine Anzahl von Fluidleit-, strukturellen und mechanischen Eigenschaften von Materialien oder Strukturen in den beiden Komponenten des absorbierenden Kerns der absorbierenden Artikel hierin verwendet und festgesetzt. In manchen Fällen werden Verfahren zur Bestimmung und Messung bestimmter dieser Eigenschaften durch Bezugnahme auf andere Patente oder Publikationen angegeben. In den verbleibenden Fällen können solche Eigenschaften unter Verwendung der folgenden Testfluide und TESTMETHODEN bestimmt und gemessen werden.

I) Herstellung der Testfluide und der Strukturproben

A) Testfluid-Synthetischer Urin

Mehrere Messungen, die in den Tests hierin beschrieben sind, betreffen die Verwendung eines Testfluids, wie etwa synthetischen Urin, Ethanol oder Isopropanol. Der in einer Reihe der im folgenden beschriebenen Tests verwendete synthetische Urin wird aus einem im Handel erhältlichen synthetischen Urin hergestellt, der von Jayco Pharmaceuticals (Mechanicsburg, PA, 17055) erzeugt wird. Dieser synthetische Urin von Jayco, der aus dem Präparat hergestellt wird, enthält KCl, 0,2%; Na&sub2;SO&sub4;, 0,2%; NH&sub4;H&sub2;PO&sub4;, 0,085%; (NH&sub4;)&sub2;HPO&sub4;, 0,015%; CaCl&sub2;*2H&sub2;O, 0,025%; und MgCl&sub2;*6H&sub2;O, 0,05% (Prozentangaben bezogen auf Gewicht). Die Proben des synthetischen Urins werden gemäß den Gebrauchsanweisungen unter Verwendung von destilliertem Wasser hergestellt. Zur Unterstützung der Auflösung wird die Jayco-Salzmischung langsam zu dem Wasser zugesetzt. Wenn notwendig, wird die Probe abfiltriert, um Partikel-Material abzutrennen. Jeder ungenützte synthetische Urin wird nach einer Woche verworfen. Zur Verbesserung der Sichtbarkeit des Fluids können 5 Tropfen blaue Nahrungsmittelfarbe pro Liter der synthetischen Urinlösung zugesetzt werden. Der verwendete synthetische Urin von Jayco hat eine Oberflächenspannung von 65 ± 5 dyn/cm.

B) Herstellung einer Probe von absorbierender Struktur

Eine Reihe der folgenden Tests verwendet die Herstellung und Untersuchung einer absorbierenden Struktur, z.B. von Schaumstoffproben, einer speziell angegebenen Größe. Wenn nicht anders angegeben, sollten die Proben der absorbierenden Struktur mit der erforderlichen Größe aus größeren Blöcken des gleichen Materials unter Verwendung einer scharfen, sich hin und her bewegenden Messersäge ausgeschnitten werden. Die Verwendung dieser oder einer äquivalenten Art von scharfer Schneidvorrichtung dient dazu, unsaubere Probenränder und Randverdichtungswirkungen zu vermeiden, die die Genauigkeit bestimmter Messungen nachteilig beeinflussen würden, wenn die verschiedenen Testvorgänge, wie sie weiter unten angegeben werden, durchgeführt werden.
Die Vorgabe der Probengröße wird im allgemeinen auch eine Dimension für die Abgreifhöhe oder Dicke der Probe umfassen. Messungen der Abgreifhöhe oder Dicke für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sollten dann durchgeführt werden, wenn die Probe der absorbierenden Struktur unter einem Sperrdruck von 0,05 psi (350 Pa) vorliegt.

II) Bestimmun der Fluidleitei enschaften der Erfassungs- /Verteilungsschichte

A) Fluid-Erfassungsrate

Die Geschwindigkeit, mit welcher eine spezielle Art von absorbierendem Material auf Faserbasis oder Schaumstoffbasis ein Fluid in seine innere Struktur aufnimmt, kann für die Zwecke der vorliegenden Erfindung durch einen Test der Fluid-Erfassungsrate bestimmt werden. Bei einem solchen Test wird eine vorgegebene Menge von Testflüssigkeit auf die Oberfläche der zu untersuchenden Struktur aufgebracht und es wird die Zeit gemessen, die erforderlich ist, damit diese gesamte Testflüssigkeit in der Struktur aufgenommen wird.
Unter den Angaben des Tests der Fluid-Erfassungsrate befindet sich die Herstellung eines Stücks von Material einer absorbierenden Struktur mit 4" x 4" (10,16 cm x 10,16 cm) mit beliebiger geeigneter Abgreifhöhe. Diese Testprobe wird gewogen und auf eine Plexiglasplatte mit 5" x 5" (12,7 cm x 12,7 cm) aufgebracht. Oben auf der absorbierenden Struktur wird eine Durchschlagvorrichtung angeordnet, die eine 4" x 4" (10,16 cm x 10,16 cm) Plexiglasplatte mit einer zylindrischen Öffnung von 1" (2,54 cm) Durchmesser x 3/4" (1,9 cm) Tiefe umfaßt, die als eine Ladezelle dient. Die Ladezelle ist mit elektrischen Sensoren ausgestattet, die die Anwesenheit von Testflüssigkeit in der Ladezelle feststellen. Die Sensoren sind mit einem Zeitmeßgerät verbunden, sodaß die Zeit, die die Flüssigkeit in der Ladezelle bleibt, automatisch bestimmt werden kann. Die Vorrichtung, die den Sensor in der Ladezelle positioniert, begrenzt die Querschnittsfläche, über welche die Testflüssigkeit fließt, auf etwa 0,33 in² (2,13 cm²). Gewichte sind oben auf der Durchschlagvorrichtung angeordnet, sodaß die Probe der absorbierenden Struktur, die untersucht werden soll, unter einem Sperrdruck von 0,2 psi (1,43 kPa) gehalten wird.
Eine Menge Testflüssigkeit aus synthetischem Urin von JAYCO, die gleich dem doppelten (2X) Gewicht der Testprobe der absorbierenden Struktur ist, wird in einen Abgabetrichter eingebracht, der oberhalb der Ladezelle der Durchschlagvorrichtung angeordnet ist. Zum Zeitpunkt Null wird das Zeitmeßgerät eingeschaltet und die Testflüssigkeit aus dem Abgabetrichter in die Ladezelle der Durchschlagvorrichtung abgegeben. (Wenn das Ventil des Abgabetrichters vollständig offen ist, fließt Fluid in die Ladezelle mit einer Geschwindigkeit von etwa 11 ml/sec) Das Zeitmeßgerät wird gestoppt, wenn die elektrischen Sensoren feststellen, daß die gesamte Testflüssigkeit aus der Ladezelle abgeflossen und in der Teststruktur absorbiert ist.
Die Zeit, die für den ersten aliquoten Anteil der in der Teststruktur zu absorbierenden Testflüssigkeit festgestellt wird, ist die anfängliche Fluid- Erfassungsrate. Anschließend können 2X aliquote Anteile von Testflüssigkeit in Intervallen von 2 - 3 Minuten in die Ladezelle eingebracht werden. Auf diese Weise kann auch die Fluid-Erfassungsrate als eine Funktion der Fluidbeladung der Struktur bestimmt werden.

B) Vertikale Saughöhe

Die vertikalen Saugeigenschaften eines Materials, welches zur Verwendung als die oder in der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente der Artikel hierin geeignet ist, kann durch den Test der Vertikalen Saughöhe bestimmt werden. Bei einem solchen Test wird ein Streifen mit 10" x 1" (25,4 cm x 2,54 cm) einer Testprobe der absorbierenden Struktur mit beliebiger Abgreifhöhe (z.B. 0,15 in [0,38 cm] für Strukturen auf Faserbasis; 0,25 in [0,13 cm] für Strukturen auf Schaumstoffbasis) verwendet. Dieser Teststreifen wird vertikal über einem Behälter von Testflüssigkeit aus JAYCO synthetischem Urin angeordnet. Zum Zeitpunkt Null wird der Teststreifen in den Behälter bis zu einem Punkt abgesenkt, der auf dem Streifen als der Nullpunkt markiert ist. Nach 30 Minuten wird des Niveau, bis zu welchem die Testflüssigkeit sich oberhalb des Nullpunkts auf dem Teststreifen hochgesaugt hat, gemessen. Diese Distanz wird dann als die 30-minütige Vertikale Saughöhe festgehalten.

III) Bestimmung von Fluidleiteigenschaften der absorbierenden Schaumstoffstrukturen der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente

A) Absorptionskapazität des Schaumstoffes

Von Schaumstoffstrukturen können sowohl die freie Absorptionskapazität als auch die Absorptionskapazität unter Druck durch eine gravimetrische Analysemethode unter Verwendung von synthetischem Urin als das Fluid, für welches die Absorptionskapazität des Schaumstoffes zu berechnen ist, bestimmt werden.

1) Prinzip des Absorptionskapazitätstests

Bei diesem Test wird eine Schaumstoffprobe mit synthetischem Urin als Testflüssigkeit gesättigt, um die unbeladene oder freie Absorptionskapazität der Schaumstoffprobe zu bestimmen. Dann wird Druck mit verschiedenen Steigerungen aufgebracht, um die Absorptionskapazität unter Belastung zu bestimmen. Diese Absorptionskapazität unter Druck wird gemessen, nachdem die Schaumstoffprobe während eines bestimmten Zeitraums in einem komprimierten Zustand gehalten wurde.

2) Rahmen der Untersuchung

Dieser Test mißt die Absorptionskapazität einer Schaumstoffprobe unter den interessierenden Drücken, nämlich von 0 bis 1,0 Pfund pro Quadratineh (psi) (0 bis 6,9 kPa) bei der interessierenden Temperatur, d.h. 99ºF (37ºC).

3) Ausrüstung

Sieb, 25 mesh, 8 cm Durchmesser; Kristallisierschale, 15 cm Durchmesser x 7,5 cm Höhe; Becherglas 50 ml; analytische Waage; Anzeigemeßgerät, ausgestattet mit einem Fuß von mindestens 1 in² (6,5 cm²) und zur Messung bis zu 0,001 Inch (0,025 mm) geeignet, z.B. Ames Modell 482 (Ames Co., Waltham, MA) oder Ono-Sokki Modell EG-225, Ono-Sokki Co., Ltd., Japan); Gewichte des Anzeigemeßgerätes, die imstande sind, Drücke von 0,2, 0,74 und 1,0 psi (1,4, 5,1 und 6,9 kPa) zu bewirken,

4) Materialien

synthetischer Urin JAYCO; Schaumstoffproben.

5) Vorgangsweise

i) Die Ausrüstung und die Materialien, die oben beschrieben wurden, werden in einem Raum mit konstanter Temperatur von 99ºF (37ºC) äquilibriert Auch die Messungen werden in diesem Raum vorgenommen.
ii) Die Schaumstoffproben werden zu Zylindern mit 1 in² (6,5 cm²) x einer Dicke von 0,3 in (0,8 cm) oder äquivalenten Körpern geschnitten. Diese Proben werden gewogen, um ein durchschnittliches Trockengewicht (DW) zu ergeben.
iii) Die Freie Absorptionskapazitä (FAC) jeder Schaumstoffprobe wird wie folgt bestimmt:
a) Die Schaumstoffprobe wird in der Kristallisierschale in den synthetischen Urin eingetaucht und sättigen gelassen. Die Probe kann mehrere Male zum Auspressen der Luft gedrückt werden.
b) Der Schaumstoff wird ohne Auspressen des Fluids herausgenömmen. Überschüssiges Fluid wird aus der Probe in flacher Position während etwa 30 Sekunden austropfen gelassen und dann wird die nasse Probe gewogen.
c) Die Stufen a) und b) werden zwei weitere Male wiederholt und das durchschnittliche Naßgewicht (WW) wird berechnet.
d) Die freie Absorptionskapazität (FAC. g/g) wird berechnet als
FAC = Gewicht synthetischer Urin in getrocknetem Schaumstoffltrockengewicht Schaumstoff
=[WW(g)-DW(g)]/DW(g)
iv) Die Absorptionskapazität unter Druck (Druckdesorption) für jede Schaumstoffprobe wird wie folgt bestimmt:
a) Das 50-ml-Becherglas mit dem Sieb obendrauf wird unter die Mitte des Fußes des Anzeigemeßgerätespositioniert, wobei der Fuß auf dem Sieb aufliegt.
b) Die gesättigte Probe wird auf das Sieb aufgelegt, wobei sichergestellt wird, daß sich die Probe über der der Mitte des Becherglases befindet, und das Anzeigemeßgerät wird so angeordnet, daß der Sperrdruck auf der Schaumstoffprobe aufgebracht wird.
c) Die Gewichte werden auf das Meßgerät aufgebracht, um einen Druck von 0,2 psi (1,4 kpa) auf die Probe auszuüben.
d) Nach 15 Minuten wird die Schaumstoffprobe gewogen (WW,0,2).
e) Die gleiche Probe wird neuerlich gesättigt und die Schritte a) - d) werden wiederholt, mit der Ausnahme, daß 0,74 und 1,0 psi zur Bestimmung von WW,0,74 und WW, 1,0 verwendet werden.
f) Unter Verwendung neuer Proben werden die Schritte a) - e) zwei weitere Male wiederholt, um durchschnittliche Naßgewichte zu bestimmen, nachdem die Proben unter den unterschiedlichen Drücken gehalten wurden.
g) Die Absorptionskapazitäten unter Druck (X-Last, gig) werden, wie gezeigt, berechnet. (X-Last unter einem gegebenen Druck ist das Gewicht des synthetischen Urins in nassem Schaumstoff/Schaumstoff- Trockengewicht.)
Kapazität unter 0,2 psi X,0,2 (g/g) = [WW,0,2 (g) - DW (g)]/DW (g)
Kapazität unter 0,74 psi X,0,74 (g/g) = [WW,0,74 (g) - DW (g)]/DW (g)
Kapazität unter 1,0 psi X,1,0 (g/g) = [WW,1,0 (g) - DW (g)]/DW (g)
Die Werte der Absorptionskapazität in ml synthetischer Urin pro Gramm trockener Schaumstoff können durch Dividieren der FAC und der X-Last-Werte durch das spezifische Gewicht des synthetischen Urins von Jayco, welches etwa 1 g(ml beträgt, erhalten werden.

B) Vertikale Saugrate und Vertikale Saugabsorptionskapazität des Schaumstoffes

Die vertikale Saugrate und die vertikale Saugabsorptionskapazität sind ein Maß für die Fähigkeit eines trockenen Schaumstoffes zum vertikalen Aufsaugen von Fluid aus einem Vorratsbehälter Die erforderliche Zeit, bis die Fluidfront 5 cm vertikale Länge eines Schaumstoffstreifens aufsteigt, wird gemessen, um eine vertikale Saugrate zu ergeben. Nachdem sich das Fluid auf seine Gleichgewichtshöhe gesaugt hat, wird die Fluidmenge bestimmt, die von dem Schaumstoffstreifen bei einer speziellen vertikalen Saughöhe (z.B. 4,5 ineh oder 11,4 cm) festgehalten wird, um eine vertikale Saugabsorptionskapazität zu ergeben.
Synthetischer Jayco-Urin, der mit blauer Nahrungsmittelfarbe gefärbt wurde, wird bei den folgenden Methoden zur Bestimmung der vertikalen Saugrate und der vertikalen Saugabsorptionskapazität verwendet. Bei diesem Testverfahren werden die Materialien bei 37ºC äquilibriert und der Test wird bei der gleichen Temperatur vorgenommen.

1) Probenbereitung

i) Ein Streifen des Schaumstoffes mit etwa 25 cm x 2 cm x 0,8 cm wird aus einer Hauptprobe herausgeschnitten.
ii) Ein Fluid-Vorratsbehälter wird auf einen Laboratoriumsheber aufgesetzt und die Schaumstoffprobe wird an einem Ende festgeklemmt, sodaß sie vertikal über dem Fluidbehälter aufgehängt ist.
iii) Eine Meßlatte wird neben der Schaumstoffprobe fixiert, sodaß sich das untere Ende (0 cm) der Meßlatte etwa 1-2 mm oberhalb des unteren Randes der Schaumstoffprobe befindet.
iv) Der Fluidbehälter wird zu etwa 3/4 mit der gefärbten Lösung des synthetischen Urins gefüllt.

2) Vertikale Saugrate

i) Der Behälter wird mit Hilfe des Laboratoriumshebers bis zum unteren Rand der Schaumstoffprobe angehoben. Ein Zeitmeßgerät wird eingeschaltet, sobald das Fluid den unteren Rand der Schaumstoffprobe berührt.
ii) Der Behälter wird sofort angehoben, bis die Flüssigkeit gerade den unteren Rand der Meßlatte berührt.
iii) Die Zeit, die die Fluid-Front zum Anstieg auf 5 cm braucht, wird festgehalten.
iv) Der Schaumstoff darf solange aufsaugen, bis ein Gleichgewicht erreicht wird (z.B. etwa 18 Stunden). Es ist möglich, daß der Laboratoriumsheber neu eingestellt werden muß, um 1-2 mm der Probe eingetaucht zu halten, und die Probe sollte abgedeckt werden, um Verdampfung zu verhindern.
3) Absorptionskapazität (ml/g) pro Vertikaler Länge des Schaumstoffes
i) Die Schaumstoffprobe wird entnommen und auf eine nichtabsorbierende Oberfläche aufgebracht.
ii) Die Probe wird unmittelbar nachher in getrennte Stücke von 1 Inch (2,54 cm) unter Verwendung eines Werkzeugs geschnitten, welches scharf genug ist, die Schaumstoffprobe nicht zu komprimieren, worauf jedes derartige Stück abgewogen wird.
iii) Das überschüssige Fluid wird aus jedem Stück herausgepreßt und jedes Stück wird auf ein absorbierendes Tuch aufgesetzt.
iv) Jedes Stück wird vollständig trocknen gelassen.
v) Jedes trockene Stück wird dann gewogen und es wird eine Absorptionskapazität für jedes Stück auf der Basis des Unterschieds zwischen Naß- und Trockengewichten berechnet.
Für Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die Absorptionskapazität eines 1 Inch-Segments, welche 4,5 Inch (11,4 cm) Saughöhe darstellt, der am meisten erwünschte festgestellte Parameter.

C) Adhäsionsspannungseigenschaften des Schaumstoffes

Die von hydrophilisierten Schaumstoffproben, die Testfluide über Kapillarsaugung in sich aufnehmen, gezeigte Adhäsionsspannung ist das Produkt der Oberflächenspannung γ des Testfluids mal dem Cosinus des Kontaktwinkels , der sich beim Kontakt des Testfluids mit den inneren Oberflächen der Schaumstoffprobe ergibt. Die Adhäsionsspannung kann experimentell durch Messung der Gleichgewichts-Gewichtsaufnahme durch Kapillarsaugung bestimmt werden, die von zwei Testproben des gleichen Schaumstoffes bei Einsatz unterschiedlicher Testflüssigkeiten gezeigt wird. Beim ersten Schritt einer solchen Vorgangsweise wird die spezifische Oberfläche der Schaumstoffprobe unter Verwendung von Ethanol als Testfluid bestimmt, wie weiter unten in der Besprechung der Spezifischen Oberfläche im Abschnitt über die TESTMETHODEN beschrieben wird.
Das Verfahren der Kapillarsaugaufnahme wird dann in identischer Weise wie das Ethanolverfahren wiederholt mit der Ausnahme, daß synthetischer JAYCO-Urin als das Testfluid verwendet wird und der Test bei 37ºC vorgenommen wird. Der Kontaktwinkel des synthetischen Urins kann wie folgt aus der bekannten spezifischen Oberflächenzone und den Aufnahmedaten für synthetischen Urin berechnet werden:
worin U = Kontaktwinkel von synthetischem Jayco-Urin in Graden;
MU = Masse der Flüssigkeitsaufnahme von synthetischem Jayco-Urin in Gramm; G = Gravitationskonstante, die 980 cm/sec² beträgt; MN = Masse der trockenen Schaumstoffprobe in Gramm; γU = Oberflächenspannung von JAYCO-Urin, die 65 dyn/cm beträgt; Sc = spezifische Oberflächenzone der Schaumstoffprobe in cm²/g nach der Bestimmung durch das Verfahren der Ethanolaufnahme; und Ln = Länge der Schaumstoffprobe in cm sind.
Wenn ein Tensid vorhanden ist (an den Oberflächen der Schaumstoffprobe und/oder in der voranschreitenden Testflüssigkeit), wird die Kennzeichnung der voranschreitenden Flüssigkeitsfront definiert durch Anwendung der Gleichung der Adhäsionsspannung (AT):
worin MT die Masse der Testflüssigkeit ist, die von der Schaumstoffprobe aufgenommen wurde, und G, LN, MN und Sc wie oben definiert sind. [Vgl. Hodgson und Berg, J. Coll. Int. Sci., 121(1), 1988, S. 22-31].
Bei der Bestimmung der Adhäsionsspannung für irgendeine gegebene Testflüssigkeit erfolgt keine Armahme des numerischen Werts für die Oberflächenspannung bei irgendeinem Zeitpunkt, sodaß mögliche Veränderungen in der Tensidkonzentration an den Probenoberflächen und/oder in der fortschreitenden Flüssigkeit während der Aufsaugung nicht von Bedeutung sind. Der experimentelle Wert der Adhäsionsspannung (τ cos ) ist speziell verwendbar im Hinblick auf einen Prozentsatz der maximalen Ahhäsionsspannung, der die Oberflächenspannung der Testflüssigkeit ist (z.B. wäre die maximale Adhäsionsspannung unter Verwendung von synthetischem Jayco-Urin [65 ± 5] [cos 0º] = 65 ± 5 dyn/cm).

IV) Bestimmung der strukturellen Eigenschaften der absorbierenden Schaumstoffstrukturen der Fluid-Speicher)-Umverteilungskomponente

A) Verfügbares Porenvolumen des Schaumstoffes

Ein Verfahren zur Bestimmung des verfügbaren Porenvolumens verwendet die Messung der Menge Isopropanol (Flammpunkt 12ºC), die in die Struktur einer Probe eines absorbierenden Schaumstoffes eingeführt werden kann. Ausrüstung und Materialien, die bei der Durchführung einer solchen Messung verwendet werden, werden bei 22 ± 2ºC quilibriert Die Messungen werden auch bei dieser Temperatur vorgenommen. Proben des trockenen Schaumstoffes werden in Zylinder von 1 in2 (6,5 cm²) x 0,3 in (0,8 cm) Dicke oder äquivalente Proben geschnitten. Solche zylindrische Proben können unter Verwendung eines scharfen Stanzwerkzeugs mit 1,13 Inch (2,87 cm) Durchmesser aus einem 0,3 Inch (0,8 cm) Schaumstoffblatt hergestellt werden. Diese Proben des trockenen Schaumstoffes werden jeweils zur Bestimmung eines Trockengewichts (dw) gewogen. Drei solcher Proben werden zur Bestimmung eines durchschnittlichen Trockengewichts (DW) gewogen.
Die Gemessene Freie Kapazität (MFC) dieser Proben wird dann durch die folgenden Schritte bestimmt:
1) Die Schaumstoffproben werden in das Isopropanol in einer Kristallisierschale eingetaucht und sättigen gelassen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Probe mehrere Male zum Austreiben der Luft gedrückt werden.
2) Jede Probe wird entnommen, ohne daß das Isopropanol aus ihr ausgedrückt wird. Überschüssiges Fluid wird aus der Probe in ebener Stellung während etwa 30 Sekunden abtropfen gelassen. Dann wird jede Probe naß gewogen, um ein Naßgewicht (ww) zu bestimmen.
3) Die Schritte 1) und 2) werden zwei weitere Male wiederholt und es wird ein durchschnittliches Naßgewicht (WW) berechnet.
Die Gemessene Freie Kapazität (MFC, g/g) ist das Gewicht Isopropanol in dem gesättigten Schaumstoff pro Masseneinheit des trockenen Schaumstoffes. MFC wird gemäß der folgenden Formel berechnet
MFC = [WW(g)-DW(G)]/DW(g)
Das verfügbare Porenvolumen wird dann durch Dividieren des MFC des Schaumstoffes für Isopropanol durch die Dichte von Isopropanol, die 0,785 g/ml beträgt, berechnet. Auf diese Weise erhält man für den Schaumstoff ein verfügbares Porenvolumen in ml/g.

B) Spezifische Oberflächenzone des Schaumstoffes durch Kapillarsaugung

Die durch Kapillarsaugung bestimmte Spezifische Oberflächenzone der Absorbentien aus Schaumstoff, die in der Fluid-Speicher-/Umverteilungskomponente hierin verwendbar sind, können aus der Gleichgewichts-Gewichtsaufnahme einer Testflüssigkeit mit bekannter niedriger Oberflächenspannung bestimmt werden. In diesem Fall wird absolutes Ethanol (Flammpunkt 10ºC) verwendet.
Zur Durchführung des Tests wird ein tarierter Probenstreifen aus Schaumstoff mit geeigneten Dimensionen (z.B. 25 cm lang x 2 cm breit x 0,8 cm dick) bei 22 ± 2ºC äquilibriert, wird vertikal aufgehängt und an einem Ende 1-2 mm in einen Behälter mit Ethanol eingetaucht, wobei ein Laboratoriumsheber verwendet wird. Man läßt das Ethanol an dem Schaumstoffstreifen bis zu seiner Gleichgewichtshöhe hinaufsaugen, was weniger sein sollte als die Probeniänge. Der ethanolhaltige Streifen wird dann gewogen, wobei er immer noch mit dem Behälter in Kontakt ist, um das Gewicht der Gesamtethanolaufnahme zu bestimmen. Während dieser Vorgangsweise sollte die Probe abgeschirmt sein, zum Beispiel mit einem abgedeckten Glaszylinder, damit kein Ethanol verdampfen kann.
Die spezifische Oberflächenzone der Schaumstoffprobe kann aus der folgenden Formel berechnet werden:
S c= MeGLn/Mnγe
worin: Sc = die durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone in cm²/g; Me = Masse der Flüssigkeitsaufnahme von EtOH in Gramm; G = Gravitationskonstante, die 980 cm/sec² beträgt; Ln = Gesamtlänge der Probe in cm; Mn = Masse der trockenen Probe in g; und γ = Oberflächenspannung von EthOH, die 22,3 dyn/cm beträgt. Die erhaltenen Werte können durch 10000 cm²/m² dividiert werden, um die durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone in m²/g zu ergeben.

C) Schaumstoff-Dichte

Eine Vorgangsweise, die zur Bestimmung von Schaumstoff-Dichte verwendet werden kann, ist in der ASTM Methode Nr.D3574-86, Test A, beschrieben, und ist in erster Linie zur Untersuchung von Urethanschaumstoffen bestimmt, kann jedoch auch zur Messung der Dichte der bevorzugten absorbierenden Schaumstoffe des HIPE-Typs für die erfindungsgemäße Speicher-/Umverteilungskomponente verwendet werden. Insbesondere werden die Dichtemessungen gemäß diesem ASTM-Verfahren mit Schaumstoffproben durchgeführt, die in einer bestimmten Weise, wie in diesem Test angegeben wird, vorkonditioniert wurden.
Die Dichte wird durch Messen sowohl der Trockenmasse einer gegebenen Schaumstoffprobe als auch ihres Volumens bei 22 ± 2ºC bestimmt. Die Bestimmung des Volumens bei größeren Schaumstoffproben wird aus Messungen der Probendimensionen, die nicht unter Sperrdruck vorgenommen wurden, berechnet. Die Dimensionen kleinerer Schaumstoffproben können durch Einsatz eines Anzeigemeßgerätes unter Verwendung eines Drucks auf dem Zeigerfuß von 350 Pa (0,05 psi) gemessen werden.
Die Dichte wird als Masse pro Volumseinheit berechnet. Für die Zwecke dieser Erfindung ist die Dichte allgemein in g/cm³ ausgedrückt.

V) Bestimmung von mechanischen Eigenschaften der absorbieren-den Schaumstoffstrukturen in der Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente

A) Widerstand gegen Kompressionsverformung des Schaumstoffes

Der Widerstand gegen Kompressionsverformung, den der Schaumstoff der Speicher-/Umverteilungskomponente aufweist, kann für die Zwecke dieser Erfindung durch Messung der Belastungsgröße (% Herabsetzung der Abgreifhöhe), die in einer mit synthetischem Urin gesättigten Schaumstoffprobe hervorgerufen wurde, nach Belastung in Form eines Sperrdrucks mit 0,74 psi (5,1 kPa), der auf die Probe aufgebracht wurde, quantitativ bestimmt werden.
Die Untersuchung zur Durchführung solcher Messungen kann an Schaumstoffproben vorgenommen werden, die nach obiger Beschreibung für den Test des verfügbaren Porenvolumens vorbereitet wurden. Diese Proben, der als Testflüssigkeit verwendete synthetische Urin und die zur Durchführung der Messungen eingesetzte Ausrüstung werden alle in einem Raum mit konstanter Temperatur, der auf 99ºF (37ºC) erwärmt wurde, äquilibriert Auch die Messungen werden in diesem Raum vorgenommen.
Die Schaumstoffproben werden in eine Kristallisierschale eingesetzt und bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Jayco-Urin gesättigt. Eine gegebene gesättigte Probe, die untersucht werden soll, wird dann über einem Becherglas auf einem Sieb mit 25 mesh aufgebracht und ein Anzeigemeßgerät, das zur Durchführung von Messungen der Abgreifhöhe geeignet ist, wird an der Probe angebracht. Jedes Meßgerät, das mit einem Fuß ausgestattet ist, der eine Oberfläche von mindestens 1 in² (6,5 cm²) aufweist, und zur Messung der Dimensionen der Abgreifhöhe bis zu 0,001 in (0,025 mm) geeignet ist, kann verwendet werden. Beispiele solcher Meßgeräte sind ein Ames Modell 482 (Ames Co.; Waltham, MA) oder ein Ono- Sokki Modell EG-225 (Ono-Sokki Co., Ltd., Japan). Ebenso werden Gewichte verwendet, die mit dem Anzeigemeßgerät eingesetzt werden können, um einen Fußdruck auf die Schaumstoffprobe von bis zu 1,0 psi (6,9 kPa) hervorzurufen.
Die gesättigte Schaumstoffprobe auf dem Sieb wird einem Sperrdruck von 0,74 psi (5,1 kPa) 15 Minuten lang ausgesetzt. Am Ende dieses Zeitraumes wird das Anzeigemeßgerät verwendet, um die Veränderung der Abgreifhöhe der Probe zu messen, die als eine Folge der Aufbringung des Sperrdrucks entsteht. Aus den Messungen der anfänglichen und endgültigen Abgreifhöhe kann eine hervorgerufene prozentmäßige Deformation für die Probe berechnet werden.

B) Flexibilität des Schaumstoffes

Die Flexibilität des Schaumstoffes kann quantitativ unter Bezugnahme auf ein Testverfahren bestimmt werden, welches eine Modifikation des Tests ASTM D 3574-86, 3.3 ist, der zur Bestimmung der Flexibilität von zellulären organischen polymeren Schaumstoffprodukten verwendet wird. Dieser modifizierte Test verwendet eine Schaumstoffprobe mit 7 x 0,8 x 0,8 cm, die bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Jayco-Urin bei 37ºC gesättigt wurde. Es ist wesentlich, daß das verwendete Schneidverfahren zur Herstellung dieser Proben keine Randdefekte bei dem Schaumstoffstreifen hervorruft. Der Schaumstoffstreifen, der mit synthetischem Urin gesättigt ist, wird um einen zylindrischen Kern vom Durchmesser 0,8 cm mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit von einer Wicklung in 5 Sekunden herumgebogen, bis sich die Enden des Streifens treffen. Der Schaumstoff wird als flexibel erachtet, wenn er während dieses Tests, d.h. wenn er einen Biegezyklus durchlaufen hat, weder reißt noch bricht.

C) Rückformung von der Kompressionsverformung des Schaumstoffes

Um die Erholung von der Kompressionsverf6rmung zu testen, werden Sehaumstoffproben bereitet, die ähnlich jenen sind, die für den oben beschriebenen Test des Verfügbaren Porenvolumens verwendet werden. Solche Proben sind Zylinder mit einer Dicke von 0,8 cm und einer kreisförmigen Querschnittsfläche von 6,45 cm² (1 in²). Diese Schaumstoffproben können entweder in trockenem Zustand oder nach ihrer Sättigung bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Jayco- Urin getestet werden.
Unter Verwendung eines Anzeigemeßgerätes wird eine Testprobe, entweder trocken oder naß, innerhalb von 10 Sekunden auf 50% ihrer ursprünglichen Dicke komprimiert und 1 Minute lang in dem komprimierten Zustand gehalten. Dann wird der Druck gelöst und der Schaumstoff darf sich 1 Minute lang in seiner Dicke rückformen. Die Prozente Rückformung basieren auf der ursprünglichen Höhe des ungepreßten Schaumstoffes.
Zur Untersuchung von trockenen Proben wird Raumtemperatur, z.B. 22 ± 2ºC, verwendet. Zur Untersuchung von nassen Proben wird die Schaumstoffprobe bis zu ihrer freien Absorptionskapazität bei 37ºC gesättigt. Synthetischer Jayco-Urin liegt in einer Schale mit 5 cm Durchmesser vor. Die Schale dient als Behälter, um ausgepreßtes Fluid während der Kompression aufzunehmen und wirkt auch als ein Vorratsbehälter, aus welchem die Probe nach der Rückformung von der Kompression neuerlich Fluid absorbieren kann.

BEISPIELE

Die Herstellung von faserhaltigen oder schaumstoffhaltigen absorbierenden Strukturen, die als eine Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente verwendbar sind, weiters einer absorbierenden Struktur auf der Basis HIPE-Schaumstoff, die als eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente verwendbar ist, sowie einer wegwerfbaren Windel, die diese beiden Arten von Strukturen als die Schichten in ihrem absorbierenden Kern verwendet, werden alle durch die folgenden Beispiele erläutert. Ebenso werden beispielhaft die Ergebnisse eines Windelauslauftests angegeben, in welchem die Leistungsfähigkeit eines bevorzugten Windelartikels mit geschichtetem Kern gemäß der vorliegenden Erfindung mit der eines auf übliche Weise gestalteten, im Handel erhältlichen Windelproduktes verglichen wird.

BEISPIEL I

Erfassungs-/Verteilungsschichte

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer naßgelegten faserigen absorbierenden Bahn, die als die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente in einem absorbierenden Kern eines Windelproduktes der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Eine solche Bahn umfaßt zu 92 Gew.% chemisch versteifte, verdrehte, gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis und zu 8 Gew.% hochraffinierte, nicht versteifte Fasern auf Zellulosebasis (Foley Fluff Crill) mit einem Kanadischen Freiheitsgrad (CSF) von etwa 200.
Die versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis sind ihrerseits aus südlichem Weichholz Kraft-Zellstoff (Foley Fluff, im Handel von The Procter & Gamble Cellulose Company, Memphis, TN, USA) hergestellt. Diese Fasern werden mit Glutaraldehyd bis zu einem Ausmaß von etwa 2,5 Mol.%, bezogen auf die Basis von trockener Anhydroglucose- Zellulose-Faser, vernetzt. Diese Vernetzung wird nach dem "trockenen Vernetzungsverfahren" durchgeführt, wie es in der oben genannten US-PS 4,822.453 beschrieben ist.
Die versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern, die sich dabei ergeben, sind im wesentlichen ähnlich jenen Fasern, die die in Tabelle I zusammengestellten Eigenschaften aufweisen.

Tabelle I

Versteifte. verdrehte. gekräuselte Zellulose (STCC) Fasern

Typ = Südlicher Weichholz Kraft-Zellstoff, mit Glutaraldehyd bis zu einem Ausmaß von 2,5 Mol%, bezogen auf die Basis von trockener Anhydroglucose-Zellulose-Faser vernetzt,
Verdrehungszahl Trocken = 6,8 Knoten/mm,
Verdrehungszahl Naß = 5,1 Knoten/mm,
Isopropanol-Alkoholretentionswert = 24%,
Wasser-Retentionswert = 37%,
Kräuselfaktor = 0,63.
Eine Zellstoffaufschlämmung der versteiften und nicht versteiften Crill-Fasern gemäß obiger Beschreibung wird mit einer Faserkonsistenz von 0,1% - 0,2% hergestellt. Diese Zellstoffaufschlämmung wird mit einer linearen Geschwindigkeit von 25 m/s und einer Rate von etwa 95 Liter/Minute in eine FORMAR Papiermaschine gepumpt. Die Aufschlämmung wird von einem Stoffauflaulkasten mit Fixdachformierung auf ein Formungssieb mit 12 Inch Breite (30,5 cm) 84M, 5-Fach, verteilt, welches sich kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 miminute bewegt. Die lineare Geschwindigkeit der Zellstoffaufschlämmung beim Austritt aus dem Stoffauflaulkasten beträgt 50 bis 100 mis. Die Bewegungen von Fluß und Sieb werden so reguliert, daß ein gleichmäßiges feuchtes Blatt mit einem Trockenflächengewicht von etwa 0,03 g/cm² und einer durchschnittlichen Trockendichte von etwa 0,06-0,07 g/cm³ gebildet wird. Die Blattkonsistenz wird durch Einwirkung von zwei aufeinanderfolgenden Vakuumkästen von unterhalb des Siebs auf etwa 16% bis 22% gesteigert. Solche Vakuumkästen arbeiten bei 75 mm Hg bzw. 100 mm Hg mit einer Verweilzeit für das Blatt, in welcher es jedem Vakummkasten ausgesetzt ist, von etwa 1 Sekunde. Das Blatt wird dann händisch von dem Formungssieb abgenommen und in einem dampfgeheizten Zwangsumluftofen während etwa 4 Stunden bei etwa 110ºC ansatzweise getrocknet.
Wie angegeben, hat die entstehende naßgelegte Bahn eine durchschnittliche Trockendichte von etwa 0,06 - 0,07 g/cm³ und ein Flächengewicht von etwa 0,03 g/cm². Nach der Sättigung mit synthetischem Urin hat diese Bahn eine durchschnittliche Dichte von etwa 0,08 g/cm³, bezogen auf Trockenbasis. Anhand der Fluidleiteigenschaften weist eine Bahn dieser Art eine anfängliche Fluid-Erfassungsrate von etwa 11 ml synthetischem Urin pro Sekunde auf. Sie hat eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von etwa 14,9 cm. Wie weiter unten in Beispiel III detaillierter beschrieben wird, kann diese Bahn zu der oberen Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte in dem absorbierenden Kern eines Windelartikeis zugerichtet werden.

BEISPIEL II

Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines absorbierenden Materials aus HIPE-Schaumstoff im Maßstab einer Semipilot-Anlage. Dieses absorbierende Material aus Schaumstoff ist für die Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichte in dem absorbierenden Kern eines Windelproduktes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar.

Herstellung der Emulsion

Kalziumchlorid (320 g) und Kahumpersulfat (48 g) werden in 32 Liter destilliertem Wasser gelöst. Dadurch erhält man die Wasserphase, die zur Herstellung der HIPE-Emulsion verwendet wird.
Zu einer Monomerkombination, die Styrol (420 g), Divinylbenzol (660 g) und 2-Ethylhexylacrylat (1920 g) umfaßt, werden Sorbitan-Monooleat (480 g als SPAN 80) und Sorbitan-Trioleat (120 g als SPAN 85) zugesetzt. Nach dem Mischen stellt dies die Ölphase dar, die zur Bildung der HIPE- Emulsion verwendet wird.
Bei Flüssigkeitstemperaturen im Bereich von 55ºC bis 65ºC werden getrennte Ströme der Ölphase und der Wasserphase in eine dynamische Mischkammer eingeführt. Sorgfältiges Mischen der vereinigten Ströme in der dynamischen Mischkammer wird mit Hilfe eines Nadelrüurers bewirkt. Bei diesem Betriebsmaßstab umfaßt ein geeigneter Nadelrührer eine zylindrische Welle von etwa 18 cm Länge mit einem Durchmesser von etwa 1,9 cm. Die Welle hält zwei Reihen von 17 und zwei Reihen von 16 zylindrischen Nadeln, die jede einen Durchmesser von 0,5 cm hat und sich radial nach außen von der zentralen Achse der Welle bis zu einer Länge von 1,6 cm erstreckt. Die vier Reihen sind in Winkeln von 90º rund um den Umfang der Rührerwelle angeordnet. Die Reihen, die senkrecht zueinander angeordnet sind, sind entlang der Länge der Welle versetzt, sodaß keine Nadeln, die senkrecht zueinander sind, sich in der gleichen radialen Ebene von der Achse der Welle weg erstrecken. Der Nadelrührer ist in einem zylindrischen Mantel gelagert, der die dynamische Mischkammer bildet, und die Nadeln in dem Rührer haben eine freien Abstand von 0,8 mm von den Wänden des zylindrischen Mantels. Der Rührer wird mit einer Geschwindigkeit von 850 Umdrehungen pro Minute betrieben.
Ein statischer Spiralmischer (14 Inch lang mal 3/8 Inch äußerem Durchmesser mal 0,315 Inch Innendurchmesser) ist weiter stromabwärts unterhalb der dynamischen Mischkammer gelagert, um die Schaffung eines gewissen Gegendrucks zu unterstützen. Diese Maßnahme hilft, die dynamische Mischkammer, die den zylindrischen Mantel mit seinem Nadelrührer umfaßt, gefüllt zu halten. Dies hilft auch, eine entsprechende und vollständige Mischung der Öl- und Wasserphasen zu gewährleisten.
Es wird stufenweise eine Emulsion mit dem erforderlichen Verhältnis von Wasser- zu Ölphase erreicht. Zuerst werden die Strömungsraten so eingestellt, daß 3 Gewichtsteile Wasserphase und 1 Gewichtsteil Ölphase in die dynamische Mischkammer mit dem Nadelrührer eintreten. Das Verhältis von Wasser- zu Ölphase wird während eines Zeitraums von einigen wenigen Minuten gesteigert, bis ein Verhältnis von 12 bis 13 Teilen Wasserphase zu 1 Teil Ölphase in die dynamische Mischkammer mit einer Geschwindigkeit von 15 ml/sec gelangt. Die Ölzuflußgeschwindigkeit wird stufenweise vermindert, sodaß das Gewichtsverhältnis von Wasserphase zu Ölphase in die Nähe von 25:1 kommt. Zu diesem Zeitpunkt sinkt die Viskosität der aus dem statischen Mischer ausfließenden Emulsion. (Optisch wird die weißliche Mischung zu diesem Zeitpunkt stärker durchscheinend.)
Die Strömungsrate der Ölphase wird anschließend weiter bis zu einem Punkt herabgesetzt, wo das Gewichtsverhältnis der Wasserphase zur Ölphase bei etwa 31:1 liegt. Optisch fließt die Emulsion zu diesem Zeitpunkt aus der Öffnung des statischen Mischers mit der Konsistenz von Schlagsahne und "stellt sich ein" auf eine Konsistenz, die an cremiges Joghurt erinnert.

Polymerisation der Emulsion

Zu diesem Zeitpunkt ist die aus dem statischen Mischer austretende Emulsion fertig zum Härten. Die Emulsion wird zu einer im allgemeinen rechteckigen Form geführt, die aus Polyethylen hergestellt ist und die Dimensionen 38 cm Länge, 25 cm Breite und 22 cm Tiefe aufweist. Die Emulsion wird in solche Formen eingegossen, bis jede Form etwa 20.000 ml der zu härtenden Emulsion enthält.
Die Härtung erfolgt durch Einbringen der die Emulsion enthaltenden Formen in einen Härtungsofen bei einer Temperatur von 66ºC während eines Zeitraums von etwa 16 Stunden. Nach der Härtung enthält das entstehende feste polymerisierte Schaumstoffmaterial bis zu 98% Wasser und ist weich und tropfnaß beim Angreifen.

Waschung und Hydrophilisierung des Schaumstoffes

Das nasse gehärtete Schaumstoffmaterial wird aus den Härtungsformen entnommen und einer weiteren Bearbeitung unterzogen. Die restliche Wasserphase in dem Schaumstoff wird durch Anlegen eines ausreichenden Drucks auf das Schaumstoffmaterial oder auf dünne Scheiben des Schaumstoffmaterials herausgepreßt, um mindestens 90% des zurückgehaltenen ursprünglichen restlichen Wasserphasenmaterials herauszudrücken. Insbesondere, wenn der gemäß dem oben genannten Verfahren hergestellte Schaumstoff gedrückt wird, werden die Ränder des Schaumstoffes nicht nach außen gepreßt und die Zellen des Schaumstoffes bersten nicht. Eher scheint der Schaumstoff unter Druck in der Z-Richtung zu kollabieren und dann auf seine ursprüngliche Gestalt zurückzuspringen, entweder wenn Wasser aufgenommen wird oder wenn Hitzeeinfluß stattfindet, wie detaillierter weiter unten beschrieben werden wird.
Die Schaumstoffprobe wird dann 20 Sekunden in Wasser mit 60ºC, das Kalziumchlorid als ein Hydrophilisierungsmittel enthält, gewaschen. Eine solche Hydrophilisierungslösung enthält 1 Gew.% Kalziumchlorid. Während der Behandlung mit dieser Hydrophilsierungslösung springt der Schaumstoff in seine ursprüngliche Gestalt zurück.
Die bei der ersten Waschung verwendete Kalziumchloridlösung wird dann erneut unter Druck ausgepreßt und der Schaumstoff wird dann in einem zweiten Waschvorgang mit der Kalziumchloridlösung bei 60ºC behandelt. Diese zweite Spülung soll einen Rückstand von Kalziumchlorid in dem Schaumstoff zurücklassen, wodurch die inneren Oberflächen des Schaumstoffes relativ hydrophil gemacht werden.

Schaumstoff-Entwässerung

Der zweimal hydrophilisierte Schaumstoff wird dann neuerlich unter Druck gesetzt, um überschüssige Hydrophllisierungslösung aus seiner Porenstruktur herauszupressen. Das Schaumstoffmaterial wird dann getrocknet, indem es 12 Stunden bei 60ºC einer Ofentrocknung ausgesetzt wird. Nach dem Trocknen des Schaumstoffmaterials wird dieses weiter geschnitten oder zu Scheiben verarbeitet, um die Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichte des absorbierenden Kerns des Windelproduktes der weiter unten in Beispiel III beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen.

Schaumstoff-Eigenschaften

Das in der oben genannten Weise hergestellte HIPE-Schaumstoffmaterial der Speicher-/Umverteilungsschichte hat die in Tabelle II zusammengefaßten Eigenschaften und Merkmale. TABELLE II

BEISPIEL III

Aufbau und Konfiguration einer Windel

Eine wegwerfbare Windel wird hergestellt unter Einsatz der Konfiguration und der Komponenten, die in der auseinandergezogenen und zerlegten Darstellung von Fig. 9 gezeigt sind. Eine solche Windel umfaßt ein thermisch gebundenes Deckblatt 70 aus Polypropylen, ein fluidundurchlässiges Rückenblatt 71 aus Polyethylen und einen doppelschichtigen absorbierenden Kern, der zwischen dem Deckblatt und dem Rückenblatt eingesetzt ist. Der doppelschichtige absorbierende Kern umfaßt eine Fluid- Speicher-/-Umverteilungsschlchte 72 in modifizierter Stundenglasform, die den HIPE-Schaumstoff von der Art von Beispiel II unterhalb einer Fluid- Erfassungs-/-Verteilungsschichte 73 in modifizierter Stundenglasform umfaßt, die ihrerseits die naßgelegte Bahn von versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis nach der obigen Beschreibung in Beispiel I umfaßt.
Das Deckblatt enthält zwei im wesentlichen parallele streifenförmige Barrieren 74 als Beinbündehen 74 mit elastischem Material. Fixiert an dem Windelrückenblatt sind zwei rechtecktige elastisch gemachte Taillenbandbauteile 75. Ebenso fixiert an jedem Ende des Polyethylen- Rückenblattes sind zwei Taillenschutzelemente 76, die aus Polyethylen aufgebaut sind. Ebenso an dem Rückenblatt fixiert sind zwei parallele elastische Beinstreifen 77. Ein Blatt aus Polyethylen 78 ist außen an dem Rückenblatt fixiert, um eine Befestigungsoberfläche für zwei Stücke 79 darzustellen, die Y-förmig sind und zur Befestigung der Windel rund um den Träger verwendet werden können.
Die Erfassungs-Jverteilungsschichte vom Typ des Beispiels 1 in dem absorbierenden Kern umfaßt etwa 9,2 Gramm fluidabsorbierendes Material. Die Oberfläche der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte beträgt etwa 46,8 in² (302 cm²). Sie hat eine Abgreifhöhe von etwa 0,44 cm.
Die Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte des Windelkerns umfaßt ein Stück aus HIPE-Schaumstoff von modifizierter Stundenglasform jener Art, wie sie oben in Beispiel II beschrieben ist. Es werden etwa 12 Gramm dieses HIPE-Schaumstoffes zur Bildung der Speicher-/Umverteilungsschlchte verwendet, die eine Oberfläche von etwa 65,9 in² (425 cm²) und eine Abgreifhöhe von etwa 0,325 in (0,826 cm) aufweist.
Eine Windel mit dieser speziellen Kerükonfiguration weist besonders wünschenswerte und effiziente Nutzung des Kerns zum Festhalten von ausgeschiedenem Urin auf und liefert dementsprechend ausnehmend wenig Gelegenheit zum Auslaufen, wenn die Windel von einem Kleinkind in der normalen Weise getragen wird.

BEISPIEL IV

Bewertung des Auslaufens aus der Windel

Windeln, die im wesentlichen ähnlich jenen sind, die in Beispiel III beschrieben wurden, werden aufihre Wirksamkeit in einem Panel-Test untersucht, bei welchem 75 männliche Kleinkinder sowohl die Windeln von Typ des Beispiels III als auch Vergleichswindelprodukte von üblicher Bauart in der Situation des Tragens über Nacht verwenden. Bei einem solchen Test werden jeder Versuchsperson 7 mittelgroße Windeln in aufeinanderfolgenden Nächten gegeben, 4 davon vom Typ des Beispiels III und 3 von einem Typ, der dem im Handel erhältlichen Produkt LUVS Deluxe für Knaben entspricht. Das LUVS-Produkt ist vom Typ "benützerfreundliche Absorptionszone für Knaben" und enthält 39,1 Gramm absorbierendes Material.
Die Betreuer werden gebeten, eine Windel pro Nacht zu verwenden und das Auftreten eines Ausfließens in der Nacht bei jeder verwendeten Windel festzuhalten und zu berichten. Die Ausfließergebnisse aller Versuchspersonen werden dann gesammelt und analysiert. Als ein Ergebnis dieser Analyse kann bestimmt werden, daß bei einem solchen Panel-Test 13,1% der Windeln von Typ III ausfließen, während bei den LUVS-Windeln 14,0% ausfließen.
Diese Panel-Untersuchung deutet darauf hin, daß Windeln, bei denen die spezielle doppelschichtige Kerukonfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Ausfließverhalten schaffen, welches mit dem von im Handel erhältlichen Vergleichswindelprodukten vergleichbar ist, obwohl die Windeln gemäß der vorliegenden Erfindung deutlich weniger absorbierendes Material enthalten als die Vergleichswindelprodukte.

BEISPIEL V

Windeln mit anderen Erfassungs-/Verteilungsschlchten

Windeln, die in ihrem Aufbau im wesentlichen ähnlich den in Beispiel III beschriebenen sind, werden unter Verwendung anderer Strukturen für die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschlchte darin hergestellt. Diese anderen Strukturen werden wie folgt beschrieben:

A) Im Luftstrom gelegte versteifte Fasern auf Zellulosebasis

Versteifte, verdrehte, gekräuselte Zellulosefasern (STCC) von jenem Typ, der in Tabelle I von Beispiel I hierin beschrieben ist, die jedoch mit Zitronensäure anstelle von Glutaraldehyd vernetzt sind, werden im Luftstrom zu einer absorbierenden Bahnstruktur gelegt, die eine Trockendichte von etwa 0,075 g/cm³ und ein Trockeuflächengewicht von etwa 0,03 g/cm² aufweist. Eine solche im Luftstrom gelegte Bahnstruktur zeigt eine anfängliche Fluid-Erfassungsrate von etwa 7,5 ml synthetischem Urin pro Sekunde und eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von etwa 4,8 cm.

B) Im Lufstrom gelegte Fasern auf Zellulosebasis (Foley Fluff)

Nicht-versteifte Holzzellstoff-Fasern werden im Luftstrom zu einer absorbierenden Bahnstruktur (Foley Fluff) mit einer Trockendichte von etwa 0,084 g/cm³ und einem Trockenflächengewicht von etwa 0,03 g/cm² gelegt. Eine solche luftgelegte Bahnstruktur zeigt eine anfängliche Fluid- Erfassungsrate von etwa 4,5 ml synthetischem Urin pro Sekunde und eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von etwa 4,2 cm.

C) Melamin-Formaldehyd-Schaumstoff (BASOTECT)

Eine absorbierende Schaumstoffstruktur wird aus einem Melamin- Formaldehyd-Schaumstoffmaterial jener Art erstellt, die in Mahnke et al., US-PS 4,540.717, ausgegeben am 10. September 1985, beschrieben ist und von der BASF AG unter dem Handelsnamen BASOTEOT auf den Markt gebracht wird. Ein solches Schaumstoffmaterial hat ein Porenvolumen von etwa 80 bis 90 ml/g, eine durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone von etwa 0,2 bis 0,5 m²/g, eine durchschnittliche Zellengröße von etwa 200-300 Mikron mit Löchern zwischen den Zellen von etwa 90 Mikron und einer Trockendichte von etwa 0,01 g/cm³. Ein Schaumstoffmaterial dieser Art zeigt eine anfängliche Fluid-Erfassungsrate von etwa 7,0 ml synthetischem Urin pro Sekunde und eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von weniger als 2 cm.

BEISPIEL VI

Herstellung eines anderen Materials der Speicher-/Umverteilungsschichte

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines weiteren Typs von HIPE-Schaumstoffmaterial, welches als die oder in der Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichte in den bevorzugten absorbierenden Artikeln mit geschichtetem Kern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist.

Herstellung der Emulsion

Kalziumchlorid (36,32 kg) und Kaliumpersulfat (568 g) werden in 378 Liter Wasser gelöst. Dadurch wird ein Wasserphasenstrom zur Verwendung in einem kontinuierlichen Verfahren zur Bildung einer HIPE-Emulsion bereitgestellt.
Zu einer Monomerkombination, die Styrol (1600 g), Divinylbenzol mit 55%, technische Qualität, (1600 g) und 2-Ethylhexylacrylat (4800 g) umfaßt, wird Sorbitan-Monolaurat (960 g als SPAN 20) zugesetzt. Nach dem Mischen wird diese Kombination von Materialien über Nacht absetzen gelassen. Der Überstand wird abgezogen und als die Ölphase in einem kontinuierlichen Verfahren zur Herstellung einer HIPE-Emulsion verwendet. (Etwa 75 g eines klebrigen Rückstands werden verworfen.)
Bei einer Temperatur der wässerigen Phase von 48-50ºC und einer Temperatur der Ölphase von 22ºC werden getrennte Ströme von Ölphase und Wasserphase in eine dynamische Mischvorrichtung eingeführt. Sorgfältiges Mischen der vereinigten Ströme in der dynamischen Mischvorrichtung wird mit Hilfe eines Nadelrührers erreicht. Bei einem Vorgang in diesem Maßstab umfaßt ein geeigneter Nadelrührer eine zylindrische Welle von etwa 21,6 cm Länge und einem Durchmesser von etwa 1,9 cm. Die Welle, wie sie in Beispiel II beschrieben ist, hält 4 Reihen von Nadeln, 2 Reihen mit 17 Nadeln und 2 Reihen mit 16 Nadeln, die jeweils einen Durchmesser von 0,5 cm aufweisen und sich nach außen von der Mittelachse der Welle bis zu einer Länge von 1,6 cm erstrecken. Der Nadelrührer ist in einem zylindrischen Mantel gelagert, der die dynamische Mischvorrichtung bildet, und die Nadeln haben einen Abstand von 0,8 mm von den Wänden des zylindrischen Mantels.
Ein statischer Spiralmischer ist stromabwärts der dynamischen Mischvorrichtung gelagert, um einen Gegendruck auf den dynamischen Mischer auszuüben und eine verbesserte Einbringung der Komponenten in die in der Folge gebildete Emulsion zu schaffen. Ein solcher statischer Mischer hat eine Länge von 14 Inch (35,6 cm) und einen äußeren Durchmesser von 0,5 Inch (1,3 cm). Der statische Mischer ist ein TAH Industries Modell 070-821, modifiziert durch Abschneiden von 2,4 Inch (6,1 cm).
Die kombinierte Anordnung des Mischapparates wird mit Ölphase und Wasserphase in einem Verh -ltnis von 2 Teilen Wasser zu 1 Teil Öl gefüllt. Die dynamische Mischvorrichtung wird entlüftet, damit die Luft austreten kann, während die Vorrichtung vollständig gefüllt wird. Die Strömungsraten während des Füllvorgangs sind 1,127 glsec Ölphase und 2,19 cm³/sec Wasserphase.
Sobald die Anordnung gefüllt ist, wird in dem dynamischen Mischer zu rühren begonnen, wobei sich der Rührer mit 180º Upm dreht. Die Strömungsrate der Wasserphase wird dann ständig auf eine Rate von 35,56 cm³/sec während eines Zeitraums von 130 Sekunden gesteigert. Der durch den dynamischen und den statischen Mischer geschaffene Gegendruck beträgt an dieser Stelle 7,5 psi (51,75 kPa). Die Rührer geschwindigkeit wird dann laufend bis auf eine Geschwindigkeit von 1200 Upm während eines Zeitraums von 60 Sekunden abgesenkt. Der Gegendruck fällt auf 4,5 psi (31,05 kPa). Zu diesem Zeitpunkt wird die Rührergeschwindigkeit plötzlich auf 180º Upm herabgesetzt. Der Gegendruck des Systems bleibt anschließend konstant auf 4,5 psi (31,05 kPa).

Polymerisation der Emulsion

Die gebildete Emulsion, die aus dem statischen Mischer strömt, wird zu diesem Zeitpunkt in Rubbermaid-Behältern für wirtschaftliches Aufbewahren von kalter Nahrung, Modell 3500, aufgefangen. Diese Behälter sind aus Polyethylen mit Nahrungsmittelqualität hergestellt und haben nominale Dimensionen von 18" x 26" x 9" (45,7 cm x 66 cm x 22,9 cm). Die echten Innendimensionen dieser Behälter sind 15" x 23" x 9" (38,1 cm x 58,4 cm x 22,9 cm). Diese Behälter werden mit einem Film aus einer Lösung vorbehandelt, die eine 20%ige Lösung von SPAN 20 in einem äquivalenten Gewicht von Lösungsmittelmischung aus Xylol und Isopropanol umfaßt. Die Lösungsmittelmischung wird abdampfen gelassen, um nur das SPAN 20 zurückzulassen. Es werden in jedem Behälter siebenundvierzig Liter Emulsion aufgefangen.
Die die Emulsion enthaltenden Behälter werden in einem auf 65ºC gehaltenen Raum 18 Stunden lang aufbewahrt, um die Polymerisation der Emulsion in den Behältern hervorzurufen und hiedurch polymeres Schaumstoffmaterial zu bilden.

Waschen, Hydrophilisieren und Entwässern des Schaumstoffes

Nach Abschluß der Härtung wird das nasse gehärtete Schaumstoffmaterial aus den Härtungsbehältern entnommen. Der Schaumstoff enthält zu diesem Zeitpunkt etwa das 30- bis 40-fache des Gewichts des polymerisierten Materials (30-40X) an restlicher Wasserphase, die gelöste Emulgatoren, Elektrolyt und Initiator enthält. Das Schaumstoffmaterial wird mit einem scharfen hin- und hergehenden Sägeblatt zu Blättern geschnitten, deren Abgreifhöhe 0,350 Inch (0,89 cm) beträgt. Dann werden diese Blätter in einer Reihe von 3 Quetschwalzen, die stufenweise den Gehalt an restlicher Wasserphase des Schaumstoffs auf etwa das 6-fache (6X) des Gewichts des polymerisierten Materials reduzieren, Kompression unterworfen. Zu diesem Zeitpunkt werden dann die Blätter mit einer 1%igen CaCl&sub2;-Lösung bei 60ºC neuerlich gesättigt, werden in einem Quetschspalt auf einen Wasserphasengehalt von etwa 10X ausgepreßt, neuerlich mit der 1%igen CaCl&sub2;-Lösung bei 60ºC gesättigt und dann nochmals in einem Quetschspalt auf einen Wasserphasengehalt von etwa 10X ausgepreßt.
Die Schaumstoffblätter, die nun etwa 10X einer Flüssigkeit enthalten, die im wesentlichen eine 1%ige CaCl&sub2;-Lösung ist, werden durch einen endgültigen Quetschspalt, der mit einem Vakuumschlitz ausgestattet ist, hindurchgeschickt. Der letzte Quetschspalt reduziert den Gehalt an CaCl&sub2; Lösung auf etwa das 5-fache (5X) des Polymergewichts. Der Schaumstoff bleibt nach der letzten Abquetschung auf einer Abgreifhöhe von 0,080 in (0,2 cm) komprimiert. Dann wird der Schaumstoff in einem Umluftofen, der auf etwa 60ºC eingestellt ist, während etwa 3 Stunden getrocknet. Diese Trocknung setzt den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 5 bis 7 Gew.% des polymerisierten Materials herab. Zu diesem Zeitpunkt haben die Schaumstoffblätter eine Abgreifhöhe von etwa 0,075 in (0,19 cm) und sind sehr leicht faltbar. Der Schaumstoff enthält auch etwa zu 11 Gew.% restlichen Emulgator aus Sorbitan-Monolaurat und zu etwa 5 Gew.% (Basis wasserfrei) restliches hydratisiertes Kalziumchlorid als Hydrophilisierungsmittel. Im kollabierten Zustand beträgt die Dichte des Schaumstoffes etwa 0,17 g/cm³. Nach der Expansion auf seine freie Absorptionskapazität (26,5 ml/g) in synthetischem JAYCO-Urin hat der expandierte Schaumstoff eine durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone von etwa 2,24 m²/g, ein Porenvolumen von etwa 29,5 cm³/g und eine mittlere Zellengröße von etwa 15 Mikron.
Die Schaumstoffblätter, die wie in Beispiel VI hergestellt sind, stellen eine bevorzugte "Dünn-bis-zum-Naßzustand"-Ausführungsform einer Fluid- Speicher-/-Umverteilungsschichte gemäß der vorliegenden Erfindung dar, insofern als diese Schaumstoffblätter in der Form von kollabiertem Schaumstoffmaterial vorliegen, welches beim Kontakt mit wässerigen Körperfluiden expandieren wird. Sobald die Schaumstoffmaterialien expandiert sind, sind sie zur Absorption der Körperfluide, die die Ursache für die Expansion des Schaumstoffes darstellen, verwendbar. Solche bevorzugte kollabierte Schaumstoffe sind jene, die aus einem nicht-hydrolysierten polymeren Material hergestellt wurden, eine durch Kapillarsaugung festgestellte spezifische Oberflächenzone von etwa 0,5 bis 5,0 m²/g aufweisen und etwa 0,5 Gew.% bis 20 Gew.% des Schaumstoffmaterials an restlichem wasserunlöslichem Emulgator und etwa 0,1 Gew.% bis 7 Gew.% (Basis wasserfrei) des Schaumstoffmaterials eines toxikologisch verwendbaren, hygroskopischen, hydratisierten Salzes als Hydrophllisierungsmittel enthalten, welches bevorzugt aus Kalziumchlorid oder Magnesiumchlorid besteht.
In seinem kollabierten Zustand wird ein solches Schaumstoffmaterial einen restlichen Wassergehalt von etwa 4 Gew.% bis 15 Gew.% des polymerisierten Materials aufweisen, wenn es unter Bedingungen von Raumtemperatur mit 72ºF (22ºC) und 50%iger relativer Feuchtigkeit aufbewahrt wird. Dieser Wassergehalt inkludiert sowohl das Hydratationswasser, das mit dem hygroskopischen hydratisierten Salz eingebracht wird, als auch das freie Wasser, das innerhalb des Schaumstoffes absorbiert ist. Ein solches kollabiertes Schaumstoffmaterial wird auch eine Dichte auf Trockenbasis im Bereich von etwa 0,08 bis 0,3 g/cm³ haben.
In ihrem expandiertem Zustand werden solche bevorzugten Dünnbis-zum-Naßzustand-Schaumstoffmaterialien der Speicher- /Umverteilungsschichte ein Porenvolumen von etwa 12 bis 100 ml/g haben und werden einen solchen Widerstand gegen Kompressionsverformung aufweisen, daß ein Sperrdruck von 5,1 kPa nach 15 Minuten Belastung etwa 5% bis 95% Kompression der Struktur hervorruft, wenn sie bei 37ºC bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin, der eine Oberflächenspannung von 65 ± 5 dynlcm aufweist, gesättigt wurden. Die mittlere Zellengröße dieser bevorzugten Dünn-bis-zum-Naßzustand- Materialien der Speicher-/Umverteilungsschichte im expandierten Zustand wird im Bereich von etwa 5 bis 30 Mikron liegen. Die Dichte auf Trockenbasis des expandierten Materials der Speicher- /Umverteilungsschichte nach der Sättigung bis zu ihrer freien Absorptionskapazität in diesem synthetischen Urin wird im Bereich von etwa 9% bis 28% ihrer Dichte auf Trockenbasis in kollabiertem Zustand liegen.

BEISPIEL VII

Eine Windel, die im wesentlichen eine ähnliche Konfiguration wie jene hat, die in Beispiel IV beschrieben wurde, wird hergestellt, indem als die Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte ein Blatt aus kollabiertem absorbierenden Dünn-bis-zum-Naßzustand -Schaumstoff der Art, wie sie in Beispiel VI beschrieben ist, verwendet wird. In einer solchen Windel wird die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte, die die versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis enthält, in einer Menge von etwa 13 g eingesetzt. Die Dünn-bis-zum-Naßzustand-Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte wird ebenfalls in einer Menge von etwa 13 Gramm verwendet.
Eine Windel, die diese spezielle Konfiguration aufweist, zeigt besonders wünschenswerte und wirksame Nutzung des absorbierenden Kerns zum Halten von ausgeschiedenem Urin und liefert dementsprechend ausnehmend seltene Fälle von Ausfließen, wenn sie von einem Kleinkind in der normalen Weise getragen wird.

* Äquivalente Aumeldungen:

USSN 743.951 und USSN 743.947 sind entsprechenden Internationalen (PCT) Amneldungen äquivalent, in denen mindestens das EPA benannt ist und die im US/RO gleichzeitig mit der vorliegenden Internationalen (PCT) Anmeldung an oder vor dem 12. August 1992 angemeldet worden sind.

Claims

1. Ein absorbierender Artikel, wie etwa eine Windel, der zur Absorption wässeriger, von einer inkontinenten Person ausgeschiedener Körperfluide verwendbar ist, wobei der genannte absorbierende Artikel umfaßt:

A) ein relativ flüssigkeitsundurchiässiges Rückenblatt;

B) ein relativ flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt; und

C) einen absorbierenden Kern, der zwischen dem genannten Rückenblatt und dem genannten Deckblatt angeordnet ist, wobei der genannte absorbierende Kern umfaßt:

i) eine Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente, die so angeordnet ist, daß sie ausgeschiedene durch das Deckblatt des Artikels hindurchgelangende Körperfluide aufnimmt, wobei die genannte Fluid- Erfassungs/-Verteilungskomponente eine poröse hydrophile Struktur umfaßt, die eine anfängliche Fluid-Erfassungsrate von mindestens 2 ml synthetischem Urin pro Sekunde aufweist, und

ii) eine Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente, die mit der genannten Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente in Fluidverbindung gehalten ist, wobei die genannte Speicher- /Umverteilungskomponente ein polymeres Schaumstoffmaterial in der Form einer hydrophilen, flexiblen, offenzelligen Struktur umfaßt, die bei 37ºC eine freie Absorptionskapazität von mindestens 12 ml synthetischem Urin pro Gramm trockenes Schaumstoffmaterial aufweist und aie auch für den genannten synthetischen Urin unter einem Sperrdruck von 5,1 kPa, der 15 Minuten lang bei 37ºC aufrechterhalten wird, eine Absorptionskapazität von mindestens 5% ihrer freien Absorptionskapazität aufweist, wobei das Schaumstoffmaterial, am Punkt seiner Verwendung als ein Absorbens, eine Dichte von 0,01 g/cm³ bis 0,05 g/cm³, bezogen auf Trockengewicht, aufweist.

2. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 1, in welchem die genannte anfängliche Fluid-Erfassungsrate mindestens 6 ml synthetischer Urin pro Sekunde beträgt.

3. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 1 oder 2, in welchem die genannte freie Absorptionskapazität mindestens 20 ml synthetischer Urin pro Gramm trockenes Schaumstoffmaterial beträgt.

4. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem die genannte Absorptionskapazität unter dem genannten Sperrdruck mindestens 20% der freien Absorptionskapazität beträgt.

5. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die Fluid-Erfassungs/-Verteilungskomponente eine 30-minütige Vertikale Saughöhe von mindestens 4,5 cm aufweist.

6. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die Fluid-Erfassungs/-Verteilungskomponente eine Schaumstoffenthaltende Struktur ist.

7. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die Fluid-Erfassungs/-Verteilungskomponente eine faserhaltige Struktur ist.

8. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 7, in welchem:

A) die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente des absorbierenden Kerns in der Form einer oberen Schichte vorliegt, die eine faserige Vliesstruktur mit einer mittleren Trockendichte von weniger als 0,3 g/cm³; einer mittleren Dichte nach Sättigung mit synthetischem Urin von weniger als 0,2 g/cm³ und einem mittleren Flächengewicht von 0,001 bis 0,10 g/cm³ umfaßt; und

B) die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns in der Form einer unteren Schichte vorliegt, die ein polymeres Schaumstoffmaterial umfaßt, welches, am Punkt seiner Verwendung als ein Absorbens

i) ein Porenvolumen von 12 bis 100 ml/g;

ii) eine spezifische Oberflächenzone von etwa 0,5 bis 5,0 m²/g gemäß der Bestimmung durch Kapillarsaugung; und

iii) eine solche Widerstandsfähigkeit gegen Kompressionsverformung aufweist, daß ein Sperrdruck von 5,1 kPa nach 15 Minuten eine Deformation von 5% bis 95% Kompression der Struktur hervorruft, wenn diese bei 37ºC bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin gesättigt ist.

9. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 8, in welchem die genannte mittlere Dichte nach Sättigung 0,02 bis 0,2 g/cm³ beträgt.

10. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 9, in welchem die genannte mittlere Dichte nach Sättigung 0,02 bis 0,015 g/cm³ beträgt.

11. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 8 bis 10, in welchem das genannte Porenvolumen 20 bis 70 ml/g beträgt.

12. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 8 bis 11, in welchem die genannte spezifische Oberflächenzone 0,75 bis 4,5 m²/g beträgt.

13. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 8 bis 12, in welchem die genannte Deformation 5% bis 75% Kompression beträgt.

14. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 8 bis 13, in welchem das Gewichtsverhältnis von Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte zu Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte im Bereich von 1:4 bis 5:1 liegt.

15. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem das polymere Schaumstoffmaterial in der Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichte im wesentlichen frei von polaren funktionellen Gruppen an dessen polymerer Struktur ist, jedoch 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% restliches hydrophilisierendes Mittel enthält, das aus nicht-irritierenden oberflächenaktiven Mitteln und wasserhydratisierbaren anorganischen Salzen ausgewählt ist.

16. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 15, in welchem das genannte Schaumstoffmaterial 0,1% bis 7% genanntes restliches hydrophilisierendes Mittel enthält.

17. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 16, in welchem das genannte anorganische Salz Kalziumchlorid ist.

18. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem das genannte polymere Schaumstoffmaterial ein kollabiertes Schaumstoffmaterial ist, welches beim Kontakt mit wässerigen Körperfluiden expandiert und daraufhin zur Absorption der genannten Fluide verwendbar ist.

19. Ein absorbierender Artikel nach Anspruch 18, in welchem das genannte polymere Schaumstoffmaterial eine hydrophile, flexible, nicht-hydrolysierte Struktur von miteinander in Verbindung stehenden offenen Zellen umfaßt, wobei die genannte Struktur weiters aufweist:

a) in ihrem kollabierten Zustand

x) einen Wassergehalt von 4% bis 15%, bezogen auf das Gewicht des polymeren Schaumstoffmaterials; und

y) eine Dichte auf Trockenbasis von 0,08 bis 0,3 g/cm³; sowie

b) in ihrem expandierten Zustand

x) eine Dichte auf Trockenbasis nach Sättigung bis zu ihrer freien Absorptionskapazität in dem genanntem synthetischen Urin, die im Bereich von 9% bis 28% ihrer Dichte auf Trockenbasis in ihrem kollabierten Zustand liegt.

20. Ein absorbierender Artikel nach Anspruch 19, in welchem die genannte nicht-hydrolysierte Struktur eine durch Kapillarsaugung bestimmte spezifische Oberflächenzone von 0,5 bis 5,0 m²/g aufweist.

21. Ein absorbierender Artikel nach Anspruch 20, in welchem die genannte spezifische Oberflächenzone 0,75 bis 4,5 m²/g beträgt.

22. Ein absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 19 bis 21, in welchem die genannte nicht-hydrolysierte Struktur weiters in sich zu 0,5 Gew.-% bis 20 Gew.-% restlichen wasserunlöslichen Emulgator eingebaut enthält.

23. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem:

A) die Fluid-Erfassungs-/-Verteilungskomponente des absorbierenden Kerns zu 50 Gew.-% bis 100 Gew.-% chemisch versteifte, verdrehte, gekräuselte Zellulosefasern und zu 0 Gew.-% bis 50 Gew.-% ein Bindemittel für die genannten chemisch versteiften, verdrehten, gekräuselten Zellulosefasern umfaßt; und

B) die Fluid-Speicher-/-Umverteilungskomponente des absorbierenden Kerns eine Struktur aus polymerem Schaumstoff umfaßt, die in einem Ausmaß hydrophil ist, daß die Struktur bei der Absorption von synthetischem Urin eine Adhäsionsspannung von etwa 20 bis 65 dynlcm aufweist, und die hergestellt ist durch Polymerisation einer Wasser-in-Öl- Emulsion aus

i) einer Ölphase, die

a) zu etwa 3 Gew.-% bis 41 Gew.-% eine im wesentlichen wasserunlösliche monofunktionelle Glas-Monomerkomponente;

b) zu etwa 27 Gew.-% bis 73 Gew.-% ein im wesentlichen wasserunlösliches monofunktionelles Gummiomonomer;

c) zu 8 Gew.-% bis 30 Gew.-% eine im wesentlichen wasserunlösliche Vernetzungsmittelkomponente;

d) zu 2 Gew.-% bis 33 Gew.-% eine Emulgatorkomponente, die in der Ölphase löslich und zur Bildung einer stabilen Wasser-in-Öl- Emulsion geeignet ist, umfaßt; und

ii) einer Wasserphase, die eine wässerige Lösung umfaßt, welche zu 0,2 Gew.-% bis 40 Gew.-% wasserlöslichen Elektrolyt enthält.

24. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 23, in welchem die genannten chemisch versteiften Fasern in einer Menge von 75% bis 100% vorliegen und das genannte Bindemittel in einer Menge von 0% bis 25% vorliegt.

25. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 23 oder 24, in welchem die genannte Ölphase zu 7% bis 40% die genannte Glas-Monomerkomponente enthält.

26. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 23, 24 oder 25, in welchem die genannte Glas-Monomerkomponente eine oder mehrere Monomerarten auf Basis Styrol enthält.

27. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 26, in welchem das genannte monofunktionelle Gummi-Comonomer in einer Menge von 27% bis 66% in der genannten Ölphase vorliegt.

28. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 27, in welchem das genannte monofunktionelle Gummi-Comonomer Comonomerarten umfaßt, die aus Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Butadien, Isopren und Kombinationen dieser Comonomerarten ausgewählt sind.

29. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 28, in welchem das Molverhältnis von monofunktioneller Glas-Monomerkomponente zu monofunktioneller Gummi-Comonomerkomponente in der Ölphase im Bereich von 1:25 bis 1,5:1 liegt.

30. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 29, in welchem die Vernetzungsmittelkomponente in der Ölphase in einer Menge von 10% bis 25% vorliegt.

31. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 30, in welchem die Vernetzungsmittelkomponente eine Art eines difunktionellen Monomers umfaßt, die aus Divinylbenzol, Divinyltoluol, Diallylphthalat, einem oder mehreren Diacrylsäureestern eines Polyols oder Kombinationen solcher difunktioneller Monomerarten ausgewählt ist.

32. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 31, in welchem die Emulgatorkomponente in der Ölphase in einer Menge von 4% bis 25% vorliegt.

33. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 32, in welchem die genannte Emulgatorkomponente ein Emulgator ist, der aus Sorbitan-Fettsäureestem, Polyglycerin-Fettsäureestern, Polyoxyethylen- Fettsäureestern und Kombinationen solcher Emulgatoren ausgewählt ist.

34. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 33, in welchem die Emulgatorkomponente Sorbitan-Monooleat und Sorbitan-Trioleat in einem Gewichtsverhältnis von Monooleat zu Tholeat von 2:1 bis 5:1 umfaßt.

35. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 34, in welchem der genannte wasserlösliche Elektrolyt in der Wasserphase in einer Menge von 0,5% bis 20% vorliegt.

36. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 35, in welchem der genannte wasserlösliche Elektrolyt ein oder mehrere wasserlösliche Salze eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls umfaßt.

37. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 36, in welchem der genannte wasserlösliche Elektrolyt Kalziumchlorid umfaßt.

38. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 37, in welchem die Wasserphase außerdem zu 0,02 Gew.-% bis 0,4 Gew.-% einen wasserlöslichen, freiradikalischen Polymerisationsinitiator enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von genannter Wasserphase zu genannter Ölphase, die die genannte Emulsion bilden, im Bereich von 12:1 bis 100:1 liegt.

39. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 38, in welchem der Polymerisationsinitiator in der Wasserphase in einer Menge von 0,1% bis 0,2% vorliegt.

40. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 38 oder 39, in welchem das genannte Gewichtsverhältnis der genannten Wasserphase zu der genannten Ölphase 10:1 bis 70:1 beträgt.

41. Der absorbierende Artikel nach einem der Ansprüche 23 bis 40, in welchem:

A) die chemisch versteiften, verdrehten, gekräuselten Fasern auf Zellulosebasis der Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschlchte durch Vernetzen von Fasern auf Zellulosebasis unter Bedingungen hergestellt sind, die versteifte, verdrehte, gekräuselte Fasern auf Zellulosebasis produzieren, welche aufweisen:

i) eine mittlere Verdrehungszahl der trockenen Faser von mindestens 4,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter;

ii) eine mittlere Verdrehungszahl der nassen Faser von mindestens 3, Verdrehungsknoten pro Millimeter und die mindestens 0,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter geringer ist als die mittlere Verdrehungszahl der trockenen Faser;

iii) einen Kräuselfaktor von mindestens 0,30;

iv) einen Wasserretentionswert von 28% bis 50%; und

v) einen Alkoholretentionswert von weniger als 30%; sowie

B) die Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschichte des absorbierenden Kerns ein polymeres Schaumstoffmaterial umfaßt, welches, am Punkt seiner Verwendung als ein Absorbens, aufweist:

i) eine mittlere Zellengröße im Bereich von 5 bis 100 Mikron; und

ii) eine Rückformung nach der Kompressionsverformung, sodaß sich das genannte Material trocken bei 20ºC in einer Minute auf mindestens 85% oder nach Sättigung bis zu seiner freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin bei 37ºC auf mindestens 75% seiner ursprünglichen Dicke rückformt, nachdem es eine Minute komprimiert war.

42. Der absorbierende Artikel nach nach Anspruch 41, in welchem die genannte Vernetzung der Fasern auf Zellulosebasis durch C&sub2;-C&sub8;-Dialdehyd erfolgt.

43. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in welchem die Fluid-Erfassungs/-Verteilungsschichte des Artikels 1 bis 25 Gramm und die Fluid-Speicher-/-Umverteilungsschlchte des absorbierenden Artikels 2 bis 20 Gramm umfaßt.

44. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 43, in welchem die Fluid- Erfassungs-/-Verteilungsschichte 2 bis 20 Gramm umfaßt.

45. Der absorbierende Artikel nach Anspruch 43 oder 44, in welchem die Speicher-/Umverteilungsschichte 3 bis 17 Gramm umfaßt.

46. Der absorbierende Artikel nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch in der Form einer Windel, worin:

A) das genannte Deckblatt koextensiv mit einer Seite des genannten absorbierenden Kerns ist;

B) das genannte Rückenblatt koextensiv mit der Seite des absorbierenden Kerns ist, die der durch das genannte Deckblatt bedeckten Seite gegenüber liegt, und eine Breite aufweist, die größer als die des Kerns ist, wodurch seitliche Randstreifenabschnitte des Rückenblattes geschaffen werden, die sich über den Kern hinaus erstrecken, und

C) der genannte absorbierende Kern die Form eines Stundenglases hat und eine Fluid-Erfassungs-/-Verteilungsschichte mit einer Deckoberfläche aufweist, welche 15% bis 95% der Deckoberfläche der Fluid-Speicher-/- Umverteilungsschichte ausmacht.