DE69424212T2

DE69424212T2 - Absorbierendes Material für einem absorbierenden Wegwerfartikel

Info

Publication number: DE69424212T2
Application number: DE69424212T
Authority: DE
Inventors: Shannon Kathleen Byerly; Stanley Roy Kellenberger; Mark Kevin Melius; Melissa Christine Putzer; Sandra Marie Yarbrough
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1993-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: HK1014492A1; ES2144464T3; EG20459A; CA2114815A1; KR100312393B1; PL302369A1; BR9400651A; US6646179B1; EP0615736A1; TW355359U; PL174397B1; DE69424212D1; US5601542A; CN1115169C; EP0962206A3; MX213505B; EP0615736B1; JPH06254118A; AU5632794A; EP0962206A2

Description

Saugfähige Verbundstoffe, die zur Verwendung in saugfähigen Wegwerfbekleidungsstücken, wie in Windeln, Erwachseneninkontinenzprodukten und dergleichen, geeignet sind, sind bekannt. Solche saugfähigen Verbundstoffe werden beispielsweise in US-Patent 4,699,619, ausgegeben am 13. Oktober 1987 an Bernardin; US-Patent 4,798,603, ausgegeben am 17. Januar 1989 an Meyer et al.; US-Patent 4,834,735, ausgegeben am 30. Mai 1989 an Alemany et al.; US-Patent 5,147,343, ausgegeben am 15. September 1992 an Kellenberger und US- Patent 5,149,335, ausgegeben am 22. September 1992 an Kellenberger et al., beschrieben.
Im allgemeinen umfassen solche saugfähigen Verbundstoffe ein Mittel zum Halten eines hochsaugfähigen Materials und ein hochsaugfähiges Material. Geeignete Mittel zum Halten des hochsaugfähigen Materials umfassen faserige Matrix, wie jene, die durch luftabgelegte Cellulosefasern gebildet werden, oder ein Coform-Material, welches Cellulosefasern und schmelzgeblasene Polyolefinfasern umfaßt. Eine Vielzahl von hochsaugfähigen Materialien (auch bekannt als supersaugfähige Materialien) sind dem Fachmann bekannt. Siehe beispielsweise die US-Patente Nr. 4,076,663, ausgegeben am 28. Februar 1978 an Masuda et al.; 4,286,082, ausgegeben am 25. August 1981 an Tsubakimoto et al.; 4,062,817, ausgegeben am 13. Dezember 1977 an Westerman und 4,340,706, ausgegeben am 20. Juli 1982 an Obayashi et al.
Viele bekannte saugfähige Verbundstoffe, die ein hochsaugfähiges Material umfassen, verwenden das hochsaugfähige Material in verhältnismäßig geringen Konzentrationen. D. h. viele der saugfähigen Verbundstoffe umfassen luftabgelegte Cellulosefasern und weniger als etwa 20 Gewichtsprozent eines hochsaugfähigen Materials. Dies ist auf verschiedenste Faktoren zurückzuführen.
Viele hochsaugfähige Materialien sind nicht in der Lage, eine Flüssigkeit in jener Geschwindigkeit aufzusaugen, in welcher die Flüssigkeit auf die saugfähigen Verbundstoffe während deren Verwendung auftrifft. Demzufolge ist eine relativ hohe Konzentration an faserigem Material erwünscht, uni die Flüssigkeit vorübergehend zu halten, bis sie das hochsaugfähige Material aufsaugen kann. Des weiteren dienen die Fasern dazu, die Teilchen des hochsaugfähigen Materials zu separieren, damit kein Gel-Blocking auftritt. Unter Gel- Blocking versteht man jene Situation, in welcher sich Teilchen des hochsaugfähigen Materials während des Aufquellens verformen und die Zwischenräume zwischen den Teilchen bzw. zwischen den Teilchen und den Fasern blockieren, wodurch in der Folge der Flüssigkeitsfluß durch die Zwischenräume verhindert wird.
US-Patent 5,147,343, ausgegeben am 15. September 1992 an Kellenberger, beschreibt einen saugfähigen Verbundstoff, der geeignet ist, das Problem des Gel-Blockings zu vermeiden. US-Patent 5,147,343 beschreibt die Verwendung eines supersaugfähigen Materials, welches mindestens 27 Milliliter einer 0,9 gewichtsprozentigen wäßrigen Kochsalzlösung pro Gramm des supersaugfähigen Materials aufsaugen kann, während sich das supersaugfähige Material unter einem Rückhaltedruck von mindestens 21 000 Dyn pro Quadratzentimeter befindet. Wenn das supersaugfähige Material in Form einzelner Teilchen vorliegt, weisen mindestens etwa 50 Gewichtsprozent des supersaugfähigen Materials eine Größe, größer als die mittlere Porengröße der porösen Fasermatrix auf, wenn diese naß ist. Die beschriebenen saugfähigen Verbundstoffe enthalten angeblich bis zu 90 Gewichtsprozent eines supersaugfähigen Materials.
Das Vorhandensein einer verhältnismäßig niedrigen Konzentration an hochsaugfähigem Material und einer verhältnismäßig höheren Konzentration an faserigem Material hat zur Herstellung von saugfähigen Verbundstoffen geführt, die relativ dick sind. In manchen Fällen ist die Verwendung eines relativ dicken saugfähigen Verbundstoffs in einem saugfähigen Wegwerfbekleidungsstück annehmbar. In den letzten Jahren wurde jedoch zunehmend erwünscht, saugfähige Verbundstoffe herzustellen, die im Vergleich zu den herkömmlichen saugfähigen Verbundstoffen dünn sind, die aber dennoch die gleiche Saugfähigkeit besitzen. Der Wunsch, relativ dünne saugfähige Verbundstoffe herzustellen, hat zu dem Wunsch geführt, immer größere Mengen an hochsaugfähigem Material in die saugfähigen Verbundstoffe einzugliedern. Der Grund dafür ist, daß die Saugfähigkeit solcher hochsaugfähigen Materialien im allgemeinen viele Male größer ist, als die Saugfähigkeit von faserigen Materialien. Beispielsweise kann eine faserige Matrix aus Zellstoffflaum etwa 7-9 Gramm Flüssigkeit absorbieren (wie 0,9 Gewichtsprozent Salzlösung) pro Gramm Zellstoffflaum, während die hochsaugfähigen Materialien mindestens etwa 15, vorzugsweise mindestens etwa 20 und oft mindestens etwa 25 Gramm Flüssigkeit, wie 0,9 Gewichtsprozent Salzlösung pro Gramm des hochsaugfähigen Materials absorbieren können.
Das US-Patent 5,149,335, ausgegeben am 22. September 1992 an Kellenberger et al., bezieht sich auf eine saugfähige Struktur, die eine verhältnismäßig hohe Konzentration an supersaugfähigem Material enthält. Insbesondere das US- Patent 5,149,335 beschreibt die Verwendung eines supersaugfähigen Materials, welches bestimmte Saugmerkmale aufweist, wenn beabsichtigt wird, das supersaugfähige Material in verhältnismäßig hohen Konzentrationen einzusetzen. Insbesondere wird das supersaugfähige Material dahingehend beschrieben, daß es einen 5-Minuten-Absorptionsvermögenswert unter Last von mindestens etwa 15 Gramm pro Gramm und eine freie Schwallgeschwindigkeit von weniger als etwa 60 Sekunden aufweist.
Während saugfähige Verbundstoffe, die eine verhältnismäßig hohe Konzentration an hochsaugfähigem Material enthalten, bekannt und im allgemeinen auf annehmbare Weise einsetzbar sind, ist erwünscht, saugfähige Verbundstoffe genauer zu definieren, die eine verhältnismäßig hohe Konzentration an hochsaugfähigem Material enthalten und jene hochsaugfähigen Materialien, die zu einer Verwendung in saugfähigen Verbundstoffen, die eine verhältnismäßig hohe Konzentration des hochsaugfähigen Materials umfassen, gut geeignet sind.
Diese Aufgabe wird durch den saugfähigen Verbundstoff des unabhängigen Anspruchs 1 und das saugfähige Wegwerfbekleidungsstück des unabhängigen Anspruchs 16 erfüllt. Weitere vorteilhafte Eigenschaften, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung werden durch die abhängigen Ansprüche, die Beschreibung, die Beispiele und Zeichnungen deutlich.
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen saugfähigen Verbundstoff, welcher sich für die Verwendung in einem saugfähigen Wegwerfbekleidungsstück eignet. Der saugfähige Verbundstoff umfaßt Mittel zum Halten eines supersaugfähigen Materials und ein supersaugfähiges Material, welches von den Haltemitteln gehalten wird. Das supersaugfähige Material weist einen Druckabsorptionsindex von mindestens 120 auf. Das supersaugfähige Material ist in den Haltemitteln in einem Verhältnis zwischen 30 und 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel und des supersaugfähigen Materials, vorhanden.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein saugfähiges Wegwerfbekleidungsstück. Das saugfähige Wegwerfbekleidungsstück umfaßt eine Außenhülle, eine körperseitige Einlage, welche über der Außenhülle angeordnet ist, und einen saugfähigen Verbundstoff, welcher zwischen der Außenhülle und der körperseitigen Einlage angeordnet sind. Der saugfähige Verbundstoff umfaßt Mittel zum Halten eines supersaugfähigen Materials und ein supersaugfähiges Material, welches von den Haltemitteln gehalten wird. Das supersaugfähige Material weist einen Druckabsorptionsindex von mindestens 120 auf.
Das supersaugfähige Material ist in den Haltemitteln in einer Menge zwischen 30 und 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel und des supersaugfähigen Materials, enthalten.
Fig. 1 ist eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Wegwerfwindel gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht mit frei liegenden Teilen eines saugfähigen Verbundstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer Wegwerfwindel gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht genommen entlang der Linie 4-4 von Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Veranschaulichung von Ausrüstung zur Bestimmung der Absorption unter Last (AUL) von supersaugfähigem Material.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung saugfähige Verbundstoffe und saugfähige Wegwerfbekleidungsstücke, die verbesserte, erwünschte Eigenschaften besitzen, die durch die sorgfältige Auswahl und Verwendung des supersaugfähigen Materials erzielt werden, welches bei der Herstellung dieser saugfähigen Verbundstoffe und saugfähigen Wegwerfbekleidungsstücke eingesetzt wird.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen saugfähigen Verbundstoff, welcher Mittel zum Halten eines supersaugfähigen Materials und ein supersaugfähiges Material umfaßt, welches von den Haltemitteln gehalten wird. Der Begriff "supersaugfähiges Material", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein wasseraufquellbares, wasserunlösliches, organisches oder anorganisches Material, welches unter günstigsten Bedingungen in der Lage ist, mindestens etwa 20 Mal sein Gewicht und, vorzugsweise, mindestens etwa 30 Mal sein Gewicht in einer wäßrigen Lösung, welche 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält, aufzusaugen. Organische Materialien, die zur Verwendung als ein supersaugfähiges Material der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können natürliche Materialien, wie etwa Agar-Agar, Pektin, Guarmehl und dergleichen umfassen; aber auch synthetische Materialien, wie etwa synthetische Hydrogelpolymere. Solche Hydrogelpolymere umfassen beispielsweise Alkalimetallsalze der Polyacrylsäuren, Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Ethylenmaleinsäure-Anhydrid-Copolymere, Polyvinylether, Hydroxypropylcellulose, Polyvinylmorpholinone; und Polymere und Copolymere der Vinylsulfonsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinylpyrridine und dergleichen. Andere geeignete Polymere umfassen hydrolisierte Acrylonitrilgepfropfte Stärke, Acrylsäuregepfropfte Stärke und Isobutylenmaleinsäureanhydrid-Copolymere und Mischungen davon. Die Hydrogelpolymere sind vorzugsweise leicht vernetzt, um das Material im wesentlichen wasserunlöslich zu machen. Die Vernetzung kann beispielsweise durch Bestrahlung oder durch kovalente, ionische, Van-der-Waals- oder Wasserstoffbindung erreicht werden. Die supersaugfähigen Materialien können jede Form aufweisen, die zur Verwendung in saugfähigen Verbundstoffen geeignet ist, einschließlich Teilchen, Fasern, Flocken, Kügelchen und dergleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das supersaugfähige Material Teilchen eines Hydrokolloids, vorzugsweise eines ionischen Hydrokolloids.
Während eine Vielzahl von supersaugfähigen Materialien bekannt ist, betrifft die vorliegende Erfindung in einem Aspekt die richtige Auswahl des supersaugfähigen Materials, um die Herstellung von verbesserten saugfähigen Verbundstoffen und saugfähigen Wegwerfbekleidungsstücken zu ermöglichen.
US-Patent 5,147,343, ausgegeben am 15. September 1992 an Kellenberger, beschreibt die Wichtigkeit der Verwendung eines supersaugfähigen Materials, welches die Fähigkeit, Flüssigkeit aufzusaugen, besitzt, während sich das supersaugfähige Material unter einer ausgeübten Rückhaltekraft befindet. Die Rückhaltekraft, die in den Ansprüchen dieser Referenz beschrieben wird, beträgt etwa 2100 Pa ((etwa 21 000 Dyn pro Quadratzentimeter) (ungefähr 0,3 Pfund pro Quadratinch).
Patentanmelder haben herausgefunden, daß die Leistung eines supersaugfähigen Materials in bestimmten saugfähigen Verbundstoffen, die etwa zwischen 30 und etwa 100 Gewichtsprozent des supersaugfähigen Materials umfassen, zumindest teilweise von der Fähigkeit des supersaugfähigen Materials abhängen, eine Flüssigkeit unter einer Vielzahl von Rückhaltekräften zu absorbieren. D. h. Patentanmelder haben entdeckt, daß die Leistung eines supersaugfähigen Materials nicht nur die Fähigkeit des supersaugfähigen Materials betrifft, eine Flüssigkeit unter einer einzelnen gegebenen Rückhaltekraft zu absorbieren (beispielsweise etwa 2100 Pa (etwa 0,3 Pfund pro Quadratinch)), sondern über einen breiten Bereich von Rückhaltekräften (beispielsweise 69- 6205,3 Pa (0,01-0,9 Pfund pro Quadrat inch, 690-62 053 Dyn pro Quadratzentimeter)). Die Fähigkeit eines supersaugfähigen Materials, eine Flüssigkeit unter einer Vielzahl von verschiedenen Rückhaltedrucken zu absorbieren, wurde, für die Zwecke dieser Anwendung, als der Druckabsorptionsindex gemessen.
Der Druckabsorptionsindex ist die Summe der Absorptionsvermögenswerte unter Last (in der Folge beschrieben) für ein supersaugfähiges Material, festgelegt unter den folgenden Lasten: 690 Dyn pro Quadratzentimeter (69 Pa) (0,01 Pfund pro Quadratinch); 19995 Dyn pro Quadratzentimeter (1999,5 Pa) (0,29 Pfund pro Quadratinch); 39300 Dyn pro Quadratzentimeter (3930 Pa) (0,57 Pfund pro Quadratinch); und 62053 Dyn pro Quadratzentimeter (6205,3 Pa) (0,90 Pfund pro Quadratinch). D. h. die Absorptionsvermögenswerte unter Last für ein bestimmtes supersaugfähiges Material werden unter den oben beschriebenen Rückhaltekräften festgelegt, gemäß dem Verfahren, welches in der Folge in Zusammenhang mit den Beispielen beschrieben wird. Die Absorptionsvermögenswerte unter Last, welche unter den oben beschriebenen Rückhaltekräften festgelegt werden, werden anschließend zusammengerechnet, woraus sich der Druckabsorptionsindex ergibt.
Supersaugfähige Materialien, die für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, weisen einen Druckabsorptionsindex von mindestens 100, im allgemeinen von mindestens etwa 105, insbesondere von mindestens etwa 110, bevorzugter von mindestens 115, bevorzugtest von mindestens etwa 120; und im günstigsten Fall von mindestens etwa 140 auf.
Der Absorptionsvermögenswert unter Last eines bestimmten supersaugfähigen Materials, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Menge, in Gramm, einer wäßrigen Kochsalzlösung (0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid), welche 1 Gramm supersaugfähiges Material in 60 Minuten aufsaugen kann, während es sich unter einer bestimmten rückhaltenden Last befindet.
Supersaugfähige Materialien, welche für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können geeigne terweise auch einen Extraktionsgrad nach 16 Stunden aufweisen, welcher so bestimmt wird, wie in der Folge in Zusammenhang mit den Beispielen beschrieben wird, von weniger als etwa 13 Gewichtsprozent, insbesondere von weniger als etwa 10 Gewichtsprozent, bevorzugtest von weniger als etwa 7 Gewichtsprozent und im günstigsten Fall von weniger als etwa 3 Gewichtsprozent.
Supersaugfähige Materialien, die für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können geeigneterweise auch eine Vortex-Zeit aufweisen, die so bestimmt wird, wie in der Folge in Zusammenhang mit den Beispielen beschrieben, von weniger als etwa 45 Sekunden, insbesondere von weniger als etwa 30 Sekunden, bevorzugtest von weniger als etwa 20 Sekunden und im günstigsten Fall von weniger als etwa 15 Sekunden.
Patentanmelder haben herausgefunden, daß eine annehmbare, verbesserte Leistung von saugfähigen Verbundstoffen und saugfähigen Bekleidungsstücken dadurch erreicht werden kann, daß supersaugfähige Materialien ausgewählt werden, welche eine Kombination von einer oder mehreren der beschriebenen Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann ein bestimmtes Maß an annehmbarer Leistung erreicht werden, indem ein supersaugfähiges Material eingesetzt wird, welches einen Druckabsorptionsindex von etwa 110 aufweist. Als Alternative kann eine annehmbare Leistung durch den Einsatz von supersaugfähigen Materialien erzielt werden, welche einen Druckabsorptionsindex von 100 und einen Extraktionsgrad nach 16 Stunden von weniger als etwa 13 Gewichtsprozent aufweisen. Des weiteren kann eine annehmbare Leistung durch den Einsatz von supersaugfähigen Materialien erzielt werden, welche einen Druckabsorptionsindex von 100 und eine Vortex-Zeit von weniger als etwa 45 Sekunden aufweisen.
Insbesondere haben Patentanmelder herausgefunden, daß, obwohl supersaugfähige Materialien, die einen Druckabsorptionsindex von mindestens etwa 110 aufweisen, als bevorzugt erachtet werden, supersaugfähige Materialien mit einem geringeren Druckabsorptionsindex eine zufriedenstellende Leistung erbringen können, wenn sie einen Extraktionsgrad nach 16 Stunden von weniger als etwa 13 Gewichtsprozent oder eine Vortex-Zeit von weniger als etwa 45 Sekunden aufweisen. D. h. die Eigenschaften des supersaugfähigen Materials mit einer hohen Absorptionsgeschwindigkeit (Vortex-Zeit) und geringer Extraktion können einen Druckabsorptionsindex von weniger als etwa 110 "kompensieren".
Beispiele für spezielle supersaugfähige Materialien, welche für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind Polyacrylatmaterialien, erhältlich bei Stockhausen, Incorporated, unter den Handelsbezeichnungen T-5121, T-5209 und T-5149 und auch ein Polyacrylatmaterial, erhältlich bei der Hoechst Celanese Corporation unter der Handelsbezeichnung 5-271-1675-03 und Polyacrylatmaterialien, erhältlich bei Dow Chemical, USA, unter den Bezeichnungen AFA 35-150 und AFA 65-13.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das supersaugfähige Material in Form von Teilchen, welche in nicht aufgequollenem Zustand maximale Querschnittsdurchmesser im Bereich von etwa 50 um bis etwa 1 000 um, vorzugsweise im Bereich von etwa 100 um bis etwa 800 um aufweisen, wie durch eine Siebanalyse gemäß der Amerikanischen Gesellschaft für Materialtests (ASTM), Testverfahren D-1921 festgelegt wurde. Es versteht sich von selbst, daß die Teilchen des supersaugfähigen Materials, welche in die zuvor beschriebenen Bereiche fallen, feste Teilchen oder poröse Teilchen umfassen können, oder zusammengeballte Teilchen sein können, die viele kleinere Teilchen umfassen können, die innerhalb der beschriebenen Größenbereiche in Teilchen zusammengeballt sein können.
Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen supersaugfähigen Materialien umfassen die saugfähigen Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung Mittel zum Halten des supersaugfähigen Materials. Jegliches Mittel, welches in der Lage ist, die beschriebenen supersaugfähigen Materialien zu halten und welches darüberhinaus in ein saugfähiges Wegwerfbekleidungsstück eingegliedert werden kann, eignet sich für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung. Viele solcher Haltemittel sind dem Fachmann bekannt. Die Haltemittel können beispielsweise eine faserige Matrix umfassen, wie etwa eine luftabgelegte oder naßabgelegte Bahn aus Cellulosefasern, eine schmelzgeblasene Bahn aus synthetischen Polymerfasern, eine spinngebundene Bahn aus synthetischen Polymerfasern, eine Coformmatrix, die Cellulosefasern und Fasern umfaßt, welche aus einem synthetischen Polymermaterial geformt werden, luftabgelegte wärmeverschmolzene Bahnen aus synthetischem Polymermaterial, offenzellige Schäume und dergleichen.
Als Alternative kann das Haltemittel zwei Materialschichten umfassen, welche miteinander verbunden sind und eine Tasche bzw. eine Kammer bilden, insbesondere eine Mehrzahl von Taschen, wobei jede Tasche das supersaugfähige Material enthält. In einem solchen Fall sollte mindestens eine der Materialschichten wasserdurchlässig sein. Die zweite Materialschicht kann wasserdurchlässig oder wasserundurchlässig sein. Die Materialschichten können tuchartige Gewebe oder Vliesstoffe sein, geschlossen- oder offenzellige Schäume, perforierte Folien, elastomere Materialien oder es können faserige Materialbahnen sein. Wenn das Haltemittel mehrere Schichten von Material umfaßt, sollte das Material eine Porenstruktur aufweisen, welche klein genug oder gekrümmt genug ist, um den größten Teil des supersaugfähigen Materials zu halten. Das Haltemittel kann auch ein Laminat aus zwei Materialschichten umfassen, zwischen welchen das supersaugfähige Material angeordnet ist und gehalten wird.
Des weiteren kann das Haltemittel eine Stützstruktur, wie etwa eine Polymerfolie umfassen, auf welcher das supersaugfähige Material befestigt wird. Das supersaugfähige Material kann auf einer oder auf beiden Seiten der Stützstruktur befestigt werden, welche wasserdurchlässig oder wasserundurchlässig sein kann.
Das supersaugfähige Material ist in dem Haltemittel in einer Menge zwischen etwa 30 und etwa 100 Gewichtsprozent vorhanden, als Alternative zwischen etwa 40 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 50 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 60 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 70 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 80 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 90 und etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht des Haltemittels und des supersaugfähigen Materials.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt das Haltemittel zwei Materialschichten, welche zusammengefügt sind und eine Tasche bilden, welche so gestaltet ist, daß sie das supersaugfähige Material hält. Die zwei Schichten sind geeigneterweise aus jedem beliebigen Material geformt, das in der Lage ist, das supersaugfähiges Material einschließlich der gewebten und der Vliesmaterialien, wie etwa luftabgelegte oder naßabgelegte Fasern, schmelzgeblasene Fasern, spinngebundene Fasern, Coformfasern, Bindefasern (wie etwa Bikomponentenfasern) und dergleichen zu halten, und sie werden durch Wärmeverschmelzung, Ultraschallbindung, Haftmittel (wie etwa wasserlösliche oder wasserempfindliche Haftmittel, Latexhaftmittel, Heißschmelzhaftmittel oder Haftmittel auf Lösemittelbasis) und dergleichen zusammengefügt, so daß sie eine Tasche bilden. Daraus wird deutlich, daß eine breite Palette von Materialien verwendet werden kann, um die zwei Schichten zu bilden, und die zwei Schichten zur Bildung einer Tasche zusammenzufügen. Das supersaugfähige Material ist in der Tasche in einer Menge zwischen etwa 30 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 40 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 50 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 60 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 70 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 80 und etwa 100 Gewichtsprozent, als Alternative zwischen etwa 90 und etwa 100 Gewichtsprozent vorhanden, basierend auf dem Gesamtgewicht des supersaugfähigen Materials, das in der Tasche vorhanden ist und dem Gewicht der zwei Schichten, die die Tasche bilden. Zusätzlich zu dem supersaugfähigen Material kann die Tasche ein faseriges Material oder ein anderes Füllmaterial enthalten, das die Absorptionseigenschaften des supersaugfähiges Material nicht auf unannehmbare Weise negativ beeinflußt.
In einer weiteren speziellen Ausführungsform umfaßt das Haltemittel eine Fasermatrix. Das supersaugfähige Material wird mit den Fasern der Matrix vermischt. Das supersaugfähige Material ist in der Mischung aus Fasern und supersaugfähigem Material in einer Menge zwischen etwa 30 und 70 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen etwa 40 und etwa 70 Gewichtsprozent und im günstigsten Fall zwischen etwa 50 und etwa 70 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Mischung, vorhanden.
Jegliche Fasern, die in der Lage sind, ein Haltemittel zu bilden, welches in der Lage ist, ein supersaugfähiges Material zu halten und einen Verbundstoff zu bilden, wenn es in Kombination mit dem supersaugfähiges Material ist, wird als geeignet für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung erachtet. Oft wird bevorzugt, daß die Fasern wasseranziehend sind. Eine Faser wird hierin als "wasseranziehend" erachtet, wenn sie einen Kontaktwinkel von Wasser in Luft von weniger als 90 Grad besitzt. Für die Zwecke dieser Anwendung werden die Kontaktwinkelmessungen so festgelegt, wie durch Good und Stromberg in "Surface and Colloid Science", Band 11 (Plenum Press, 1979) beschrieben wurde.
Fasern, die für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Cellulosefasern, wie etwa Zellstoffflaum, Baumwolle, Baumwollinters, Reyon, Celluloseacetat und dergleichen, aber auch synthetische Polymerfasern. Die synthetischen Polymerfasern können aus an sich wasseranziehenden Polymermaterialien gebildet werden, oder sie können aus an sich wasserabweisenden Polymermaterialien (Wasser in Luft Kontaktwinkel von mehr als 90º) gebildet werden, welche hernach entsprechend behandelt werden, um zumindest die äußere Oberfläche der Fasern wasseranziehend zu machen. Beispielsweise können wasseranziehende Fasern aus einem an sich wasseranziehenden Polymer, wie etwa einem Block-Copolymer aus Nylon, z. B. Nylon-6 und einem Polyethylenoxid-Diamin gebildet werden. Solche Block-Copolymere sind im Handel bei Allied-Signal Inc., unter der Handelsbezeichnung HYDROFILTM, erhältlich. Als Alternative können die Fasern aus einem an sich wasserabweisenden Polymer, wie etwa einem Polyolefin oder Polyester gebildet werden, welches oberflächenmodifiziert wurde, um eine im allgemeinen nicht unbeständige wasseranziehende Oberfläche zu bilden. Ein solches oberflächenmodifiziertes Polyethylen ist im Handel bei der Dow Chemical Company, unter der Handelsbezeichnung ASPUNTM naßfestes Polyethylen, erhältlich.
Wenn die wasseranziehenden Fasern gebildet werden, indem an einem im allgemeinen wasserabweisenden Polymer eine wasseranziehende Oberflächenbehandlung durchgeführt wird, wird es als wünschenswert erachtet, eine im allgemeinen nicht unbeständige Oberflächenbehandlung anzuwenden, um die erwünschten Leistungsstandards zu erzielen. Saugfähige Strukturen, die in saugfähigen Bekleidungsstücken wie etwa Windeln eingesetzt werden, werden oft mehrfachen Urineinnässungen ausgesetzt. Ist die Oberflächenbehandlung kurzlebig, könnte sie mit der ersten Einnässung abgewaschen werden, wodurch in der Folge die wasserabweisende Faseroberfläche freigelegt werden würde. Die wasserabweisende Faseroberfläche kann die Absorptionsleistung der saugfähigen Struktur beeinträchtigen. Selbstverständlich gibt es Beispiele, wo wasserabweisende Fasern eingesetzt werden können, was zum Teil von der zu absorbierenden Flüssigkeit abhängig ist.
Die synthetischen Polymerfasern, welche für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, werden geeigneterweise durch ein Schmelzextrusionsverfahren gebildet, wobei Fasern eines Polymermaterials extrudiert und verdünnt werden, um Fasern mit einem erwünschten Durchmesser herzustellen. Als Alternative können die Fasern durch ein Spinnverfahren gebildet werden. Jedes Faserherstellungsverfahren, das dem Fachmann bekannt ist, wird als geeignet für den Einsatz bei der vorliegenden Erfindung erachtet.
Fasern, die für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, weisen im allgemeinen eine Länge von mindestens etwa 1 Millimeter auf. Die Fasern können eine maximale Länge aufweisen, die gegen unendlich geht. D. h. die Fasern können im wesentlichen kontinuierlich sein, wie jene Fasern, die durch ein Schmelzblasverfahren unter bestimmten Bedingungen hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind.
Aufgrund der verhältnismäßig hohen Konzentrationen an supersaugfähigem Material, das in den saugfähigen Verbundstoffen der vorliegenden Erfindung vorhanden ist, können die saugfähigen Verbundstoffe gemäß der vorliegende Erfindung eine durchschnittliche Dicke von weniger als etwa 12,7 Millimeter (etwa 0,5 Inch), insbesondere von weniger als etwa 7,6 Millimeter (etwa 0,3 Inch), und bevorzugtest von weniger als etwa 3,8 Millimeter (etwa 0,15 Inch) aufweisen.
In diesem Zusammenhang wird durch die Referenz auf die durchschnittliche Dicke eines saugfähigen Verbundstoffs eine Bezugnahme auf den Durchschnitt einer Reihe von Dickenmessungen beabsichtigt, die unter einer ausgeübten Last von etwa 1379 Pa (etwa 0,2 Pfund pro Quadratinch) vorgenommen wurden. Die Anzahl von vorgenommenen Dickenmessungen ist ausreichend, um die durchschnittliche Dicke des gesamten saugfähigen Verbundstoffs zu repräsentieren.
Die saugfähigen Verbundstoffe der vorliegende Erfindung weisen im allgemeinen ein durchschnittliches Flächengewicht zwischen etwa 50 und etwa 1000 Gramm pro Quadratmeter, insbesondere zwischen etwa 100 und etwa 900 Gramm pro Quadratmeter auf. Das durchschnittliche Flächengewicht eines saugfähigen Verbundstoffs kann durch Abwiegen des saugfähigen Verbundstoffs bestimmt werden, durch Bestimmung der Oberfläche einer ebenen Hauptoberfläche des saugfähigen Verbundstoffs und durch Konvertierung auf Standardeinheiten wie etwa Gramm pro Quadratmeter.
Die saugfähigen Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung sind geeignet, viele Flüssigkeiten zu absorbieren, einschließlich Körperflüssigkeiten wie etwa Urin, Menses und Blut und eignen sich für einen Einsatz bei saugfähigen Bekleidungsstücken, wie Windeln, Erwachseneninkontinenzprodukten, Bettauflagen und dergleichen; bei Menstruationsartikeln, wie Damenbinden, Tampons und dergleichen; und bei anderen saugfähigen Produkten wie etwa Wischtüchern, Lätzchen, Wundverbänden, Lebensmittelverpackungen und dergleichen. Folglich betrifft die vorliegende Erfindung in einem weiteren Aspekt ein saugfähiges Wegwerfbekleidungsstück, welches einen, wie zuvor beschriebenen, saugfähigen Verbundstoff umfaßt. Eine Vielzahl von saugfähigen Bekleidungsstücken ist dem Fachmann bekannt. Die saugfähigen Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung können in solche bekannten saugfähigen Bekleidungsstücke eingegliedert werden. Beispiele von saugfähigen Bekleidungsstücken werden im allgemeinen in US-Patent Nr. 4,710,187, ausgegeben am 1. Dezember 1987 an Boland et al.; 4,762,521, ausgegeben am 9. August 1988 an Roessler et al.; 4,770,656, ausgegeben am 13. September 1988 an Proxmire et al.; 4,798,603, ausgegeben am 17. Januar 1989 an Meyer et al. und EP-A-539,703 im Namen von Hanson et al., beschrieben.
Als eine allgemeine Regel umfassen die saugfähigen Wegwerfbekleidungsstücke gemäß der vorliegende Erfindung eine körperseitige Einlage, die so gestaltet ist, daß diese mit der Haut des Trägers in Berührung ist, eine darüber gelegte Außenhülle, die der Einlage Vorderseite-an-Vorderseite gegenüberliegt und einen saugfähigen Verbundstoff, wie jene, die zuvor beschrieben wurden, welcher auf der Außenhülle angeordnet ist und zwischen der körperseitigen Einlage und der Außenhülle untergebracht ist.
Fachleuten sind die Materialien bekannt, die für einen Einsatz als körperseitige Einlage und Außenhülle geeignet sind. Beispiele von Materialien, die für eine Verwendung als körperseitige Einlage geeignet sind, sind hydrophilierte, spinngebundene Polypropylene oder Polyethylene, die ein Flächengewicht zwischen etwa 15 und etwa 25 Gramm pro Quadratmeter aufweisen und dergleichen. Beispiele von Materialien, die für eine Verwendung als Außenhülle geeignet sind, sind wasserundurchlässige Materialien, wie etwa Polyolefinfolien, aber auch wasserdurchlässige oder wasserdampfdurchlässige Materialien.
Was die Zeichnungen betrifft, so veranschaulicht Fig. 1 eine in Einzelteile auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Wegwerfwindel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Wegwerfwindel 10 umfaßt eine Außenhülle 12, eine körperseitige Einlage 14 und einen saugfähigen Verbundstoff 16, welcher zwischen der körperseitigen Einlage 14 und der Außenhülle 12 untergebracht ist. Der saugfähige Verbundstoff 16 umfaßt eine luftabgelegte Mischung aus Zellstoffasern und supersaugfähigem Material. Der saugfähige Verbundstoff ist von einer zweistückigen Umhüllfolie umgeben, welche die obere Umhüllfolienschicht 18 und die untere Umhüllfolienschicht 20 umfaßt. Der saugfähige Verbundstoff 16 weist eine profilierte Dicke auf und definiert eine Fläche 22 mit erhöhtem Flächengewicht. Diese zweistückige Umhüllfolie erstreckt sich über die Kanten des saugfähigen Verbundstoffs 16 hinaus und definiert den Rand 24, welcher versiegelt werden kann, um zu verhindern, daß das supersaugfähige Material aus der Windel wandert.
An der Außenhülle 12 sind elastische Taillenelemente 26, Befestigungsstreifen 28 und elastische Beinelemente 30 befestigt. Die elastischen Beinelemente 30 umfassen eine Trägerfolie 32 und einzelne elastische Stränge 34.
Die körperseitige Einlage 14 umfaßt Halteklappen 36 mit proximalen Kanten 38 und distalen Kanten 40. Eine Schwallbewältigungsschicht 42 ist zwischen den proximalen Kanten 38 der Halteklappen 36 untergebracht.
Das genaue Verfahren der Zusammensetzung und die Materialien der in Fig. 1 dargestellten Windel wird in EP-A- 539,703, worauf bereits zuvor Bezug genommen wurde, genauer beschrieben. Mögliche Modifikationen an der in Fig. 1 dargestellten Windel werden ebenfalls in EP-A-539,703, wie soeben erwähnt, beschrieben und ebenso in dem allgemein zugeordneten EP-A-397,110 im Namen von Matthews et al. Derartige mögliche Modifikationen umfassen die Positionierung der Schwallbewältigungsschicht 42 zwischen der körperseitigen Einlage 14 und dem saugfähigen Verbundstoff 16 und eine Verringerung der Länge der Schwallbewältigungsschicht, um die Länge des saugfähigen Verbundstoffs zu vergrößern oder eine Massierung (Verringerung der Länge und Erhöhung des Flächengewichts) der Schwallbewältigungsschicht in jenem Bereich der Windel, wo sich zuerst Ausscheidungsflüssigkeit ansammelt (Zielbereich).
Fig. 2 veranschaulicht einen saugfähigen Verbundstoff gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf Fig. 2 umfaßt der saugfähige Verbundstoff 44 eine flüssigkeitsdurchlässige erste Schicht 46, eine zweite Schicht 48 und Taschen 50 mit supersaugfähigem Material, welches zwischen der ersten Schicht 46 und der zweiten Schicht 48 ausgebildet ist. Die Taschen 50 werden durch Befestigungsmittel 52 definiert, welche dazu dienen, die erste und die zweite Schicht beweglich zu verbinden und so ein Laminat zu bilden und die Integrität des Laminats aufrechtzuerhalten, wenn das Laminat trocken ist, jedoch nachzugeben, wenn das Laminat durchnäßt wird. Aufgrund dieses Nachgebens, wird das Aufquellen eines supersaugfähigen Materials, welches in den Taschen vorhanden ist, nicht zu sehr eingeschränkt. Geeignete Befestigungsmittel umfassen wasserempfindliche Haftmittel, wie etwa wasserlösliche Haftmittel und Prägen. Das Befestigungsmittel 52 hält die erste Schicht 46 und die zweite Schicht 48 zusammen, um befestigte Bereiche 54 und unbefestigte Bereiche 56 zur Verfügung zu stellen. Die unbefestigten Bereiche definieren Taschen 50. Ein supersaugfähiges Material 58 ist in den unbefestigten Bereichen 56 (und folglich in den Taschen 50) untergebracht. Zusätzlich zu dem supersaugfähigen Material 58 können die Taschen 50 ein faseriges Material, wie etwa einen Celluloseflaum enthalten. Insbesondere in einer Ausführungsform können die Taschen bis zu etwa 10 Gewichtsprozent Celluloseflaum, basierend auf dem Gesamtgewicht des supersaugfähiges Material und des Celluloseflaums, enthalten. Die Taschen 50 sind durch einen Abstand 60 beabstandet. Die Beabstandung 60 beträgt mindestens etwa 0,15 Zentimeter, als Alternative mindestens etwa 0,25 Zentimeter oder, als weitere Alternative, mindestens etwa 0,3 Zentimeter. Darüberhinaus beträgt die Taschenbeabstandung 60 geeigneterweise nicht mehr als etwa 3 Zentimeter, als Alternative nicht mehr als etwa 1,9 Zentimeter, oder, als weitere Alternative, nicht mehr als etwa 1,2 Zentimeter.
Fig. 3 veranschaulicht eine Wegwerfwindel für Kinder, welche den saugfähiger Verbundstoff von Fig. 2 eingliedert. In Fig. 3 sind Abschnitte der Windel teilweise entfernt, um den Aufbau der Windel 62 klarer zeigen zu können. Jene Seite der Windel, die mit dem Träger in Berührung kommt, befindet sich dem Betrachter gegenüber. Die Windel 62 weist einen Schrittbereich 64 auf, welcher einen vorderen Taillenbundbereich 66 und einen hinteren Taillenbundbereich 68 verbindet. Die Außenkanten Der Windel definieren einen Rand 70, in welchem längsseitig verlaufende Seitenkanten 72 bezeichnet sind und lateral verlaufende Endkanten 74 bezeichnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Seitenkanten krummlinig und konturiert, um Beinöffnungen für den Träger zu definieren. Die Endkanten werden als gerade dargestellt, können jedoch, falls erwünscht, auch krummlinig sein. Darüberhinaus weist die Windel eine quer verlaufende Mittellinie 76 und eine längs verlaufende Mittellinie 78 auf. Die Windel 62 kann eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht 80 umfassen; eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Außenhülle 82; einen saugfähigen Verbundstoff 44, welcher zwischen der Deckschicht und der Außenhülle angeordnet ist; elastische Beinelemente 84; und elastische Taillenelemente 86 und 88. Deckschicht 80, Außenhülle 82, saugfähiger Verbundstoff 44 und elastische Elemente 84, 86 und 88 können in einer Vielzahl von bekannten Windelzusammensetzungen zusammengefügt werden.
Mit Bezug auf Fig. 3 und Fig. 4 werden die Einzelheiten der saugfähigen Struktur der Windel 62 erkennbar. Die Windel 62 umfaßt einen saugfähigen Verbundstoff 44, welcher für das Lagern und Halten der absorbierten Flüssigkeiten wie Urin verantwortlich ist. Die Windel 62 kann auch einen zusätzlichen saugfähigen Verbundstoff, wie etwa eine Außen seitenverteilungsschicht 90, umfassen. Die Verteilungsschicht 90 umfaßt geeigneterweise eine im wesentlichen ungebundene Masse von wasseranziehendem Material, wie etwa Cellulosefasern. Die Cellulosefasern können beispielsweise aus Zellstoffflaum, gekreppter Wattierung, Papiertüchern oder dergleichen zusammengesetzt sein. Die Verteilungsschicht 90 kann als Alternative mit Vliesbahnen ausgestattet sein, welche wasseranziehende oder hydrophilierte Fasern, wie etwa Fasern, die sich aus Polyester, Polypropylen, Polyethylen, Baumwolle und dergleichen zusammensetzen, umfassen. Im Falle von an sich wasserabweisenden Fasern, wie etwa Polyester oder Polypropylenfasern, können die wasserabweisenden Fasern durch Mittel hydrophiliert werden, die dem Fachmann bekannt sind.
Die Windel 62 umfaßt des weiteren einen Schwallbewältigungsbereich 92, welcher so dargestellt ist, daß er auf einer körperseitigen Oberfläche der Deckschicht 80 angeordnet ist, oder, als Alternative, er auch auf einer äußeren Seitenfläche der Deckschicht 80 angeordnet sein kann. Der Schwallbewältigungsbereich 92 kann eine Schicht sein, die aus einer schmelzgeblasenen oder spinngebundenen Bahn aus Polyolefinfasern zusammengesetzt sein kann. Der Schwallbewältigungsbereich kann ebenso eine gebundene-kardierte Bahn sein, die aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern zusammengesetzt ist. Der Schwallbewältigungsbereich kann aus einem im wesentlichen wasserabweisenden Material zusammengesetzt sein, und das wasserabweisende Material kann wahlweise mit einem oberflächenaktiven Stoff behandelt, oder auf eine andere Weise behandelt werden, um ihm das gewünschte Maß an Naßfestigkeit und Wasseranziehungsfähigkeit zu verleihen.
Die Windel 62 umfaßt des weiteren Halteklappen. In der dargestellten Anordnung sind die Halteklappen 94 an der Oberflächenschicht 80 entlang von festen (proximalen) Kanten 96 der Klappen befestigt. Eine bewegliche (distale) Kante 98 jeder Halteklappe umfaßt ein elastisches Klappenelement 100, welches einen oder mehrere einzelne Stränge von elastomerem Material umfaßt.
Befestigungsmittel, wie etwa Bandstreifenbefestigungsmittel 102 werden normalerweise an den lateralen Seitenenden des hinteren Taillenbundbereichs 68 der Windel 62 angebracht, um einen Mechanismus zum Halten der Windel am Träger auf herkömmliche Art und Weise zur Verfügung zu stellen. Die äußere Seitenverteilungsschicht 90 ist mit einer körperseitigen Umhüllfolie 104 und einer äußeren Seitenumhüllfolie 106 umhüllt. Solche Umhüllfolien umfassen normalerweise Cellulosefasergewebe oder Vliesschichten wie etwa ein spinngebundenes Material.
Diese Struktur, beschrieben in Fig. 2-4, stellt einen saugfähigen Verbundstoff zur Verfügung, welcher das supersaugfähige Material in einer ausgewählten Anordnung von Taschen sicher an Ort und Stelle hält, wenn der Artikel trocken ist. Wird der Artikel naß, kann der saugfähige Verbundstoff die Lage des supersaugfähiges Materials aufrechterhalten, während er das größer werdende Volumen an aufgequollenem, supersaugfähigen Material aufnimmt. Weiters kann, wenn das Befestigungsmittel wasserempfindlich ist, die Wasserempfindlichkeit der Befestigungsmittel helfen, die in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Taschenbereichen gelegenen Kanäle aufrechtzuerhalten, um den Flüssigkeitsfluß zu jeder der Taschenbereiche zu erleichtern. Demzufolge kann die Menge an supersaugfähigem Material, welches in den Taschenbereichen des saugfähigen Verbundstoffs enthalten ist, effizienter ausgenützt werden, und die Absorptionseigenschaften des Verbundstoffs können verbessert werden. Daraus ergibt sich, daß die Windel, in welcher der saugfähige Verbundstoff untergebracht ist, mit einer dünneren Struktur ausgestattet werden kann, welche in der Lage ist, größere Flüssigkeitsmengen zu absorbieren und ein geringeres Austreten garantiert. Die dünnere Struktur kann wiederum für einen besseren Sitz und einen größeren Tragekomfort sorgen.
Materialien, die für eine Verwendung bei der Zusammensetzung der in Fig. 2-4 dargestellten Windel geeignet sind, werden in EP-A-539,703 im Namen von Hanson et al., genauer beschrieben.

Testverfahren

Absorption unter Last (AUL)

Die Fähigkeit eines supersaugfähigen Materials, eine Flüssigkeit zu aufzusaugen, während es sich unter einer Last befindet, wird wie folgt bestimmt. Mit Bezug auf Fig. 5 wird ein Bedarfsabsorptionstester (DAT) 110 verwendet, welcher sowohl dem GATS (Gravimetrisches Absorptionstestsystem), erhältlich bei M/K Systems, Danners, MA, ähnlich ist, aber auch jenem System, welches von Lichstein auf den Seiten 129-142 der INDA Technological Symposium Berichte, vom März 1974, beschrieben wird. Es wird eine poröse Platte 112 verwendet, welche Öffnungen 114 aufweist, die innerhalb eines 2,5 Zentimeter-Durchmesserbereichs beschränkt sind, und mit der Absorption unter-Last(AUL)-Vorrichtung 116 abgedeckt wird. Zur Messung des Flüssigkeitsflusses in die supersaugfähigen Teilchen 120 wird eine Elektrowaage 118 verwendet. Für diesen Test ist die verwendete Flüssigkeit eine wäßrige Lösung, die 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält und bei Raumtemperatur (ungefähr 23ºC) verwendet wird.
Die spezielle AUL-Vorrichtung 116, die dazu verwendet wird, um die supersaugfähigen Teilchen zu halten, umfaßt einen Zylinder 122, der aus einem thermoplastischen Rohr mit einem Innendurchmesser von 2,54 Zentimeter (1 Inch) hergestellt wurde und welcher leicht ausgefräst wurde, um sicherzugehen, daß er konzentrisch ist. Ein 150 um (100 mesh) Drahtgewebe aus rostfreiem Stahl 124 wird auf den Boden des Zylinders 122 mittels Haftmittel befestigt. Als Alternative kann das Drahtgewebe aus rostfreiem Stahl 124 durch Erwärmung des Drahtgewebes in einer Flamme, bis es rotglühend ist, an den Boden des Zylinders 122 geschmolzen werden, wonach der Zylinder an das Gewebe gehalten wird, bis dieses abgekühlt ist. Ein Lötkolben kann verwendet werden, um die Siegel auszubessern, wenn diese nicht fest genug sind oder brechen. Es muß darauf geachtet werden, daß der Boden flach und glatt bleibt und die Innenseite des Zylinders sich nicht verzerrt. Ein 4,4 Gramm schwerer Kolben 126 wird aus einem festen Material (z. B. PlexiglassTM) mit einem Durchmesser von 2,54 cm (1 Inch) hergestellt und ausgefräst, damit er gut sitzt, ohne den Zylinder 122 zu blockieren. Der Kolben 126 wird dazu verwendet, um die Rückhaltelast von 69 Pa (0,01 Pfund pro Quadratinch) zur Verfügung zu stellen. Ein Gewicht 128 wird verwendet, um das größere Ausmaß an Rückhaltelast zur Verfügung zu stellen. Wie zuvor bereits erläutert sind die größeren Rückhaltelasten 1999,5 Pa (0,29 Pfund pro Quadratinch), 3930 Pa (0,57 Pfund pro Quadrat inch) und 6205,3 Pa (0,90 Pfund pro Quadratinch). Dementsprechend wird ein 100, 200 und 317 Gramm Gewicht verwendet, um die entsprechenden Rückhaltelasten (zusätzlich zu dem 4,4 Gramm schweren Kolben 126) zur Verfügung zu stellen. Eine Probe von supersaugfähigen Teilchen mit einem Gewicht von 0,160 (+- 0,005) Gramm wird zum Testen des AUL verwendet. Die Probe wird von einem Granulat entnommen, welche durch 600 um mesh (U. S. Standard 30 mesh) vorgesiebt wurde und auf 300 um mesh (U. S. Standard 50 mesh) (300-600 um) rückgehalten wurde. Die Teilchen weisen beim Testen einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als etwa 5 Gewichtsprozent auf.
Dieser Test wird durchgeführt, indem ein GF/A Glasfilterpapier 130 mit einem Durchmesser von 3 Zentimeter auf eine Platte 112 gelegt wird. Die Größe des Papiers wird so bemessen, daß es größer ist, als der Innendurchmesser und kleiner, als der Außendurchmesser des Zylinders 122, um einen guten Kontakt zu gewährleisten, während die Verdampfung über den Öffnungen 114 des DAT 110 beseitigt wird und dann abgewartet wird, daß es zu einer Sättigung kommt. Die Teilchen 120 werden auf Abwiegepapier gewogen und auf das Drahtgewebe 124 auf den Boden der AUL-Vorrichtung 116 gelegt. Die Vorrichtung 116 wird gerüttelt, damit die Teilchen 120 auf dem Drahtgewebe 124 gleichmäßig verteilt sind. Dabei ist darauf zu achten, daß keine Teilchen an der Zylinderwand 122 haften. Nach behutsamer, druckloser Plazierung des Kolbens 126 und, wahlweise, des Gewichts 128 auf den Teilchen 120 im Zylinder 122, wird die AUL-Vorrichtung 116 auf das Glasfilterpapier 130 gestellt. Die Flüssigkeitsmenge (in Gramm), die aufgenommen wird, wird als eine Funktion der Zeit entweder direkt mit der Hand, mit einem Schreibstreifengerät, oder direkt in ein Datenaufzeichnungs- oder PC-System aufgezeichnet.
Die Flüssigkeitsmenge (in Gramm), die nach 60 Minuten aufgenommen wurde, dividiert durch das Gewicht der Probe (0,160 Gramm), ist der AUL-Wert in Gramm Flüssigkeit, aufgenommen pro Gramm der Probe (g/g). Die Geschwindigkeit der aufgenommenen Flüssigkeit kann ebenfalls gemessen werden. Zwei Prüfungen können durchgeführt werden, um die Genauigkeit des ablesbaren endgültigen Ist-Ablesung zu garantieren. Erstens, die Höhe, die der Kolben 126 ansteigt, multipliziert mit dem Querschnittsbereich des Zylinders 122, sollten das Volumen der aufgenommenen Flüssigkeit ausgleichen. Zweitens, die AUL-Vorrichtung 116 kann vor und nach dem Test gewogen werden, und die Gewichtsdifferenz sollte das Gewicht der aufgenommenen Flüssigkeit beinahe ausgleichen. Es werden mindestens drei Tests mit einer bestimmten Probe durchgeführt und davon der Durchschnitt ermittelt, damit sich ein AUL-Wert ergibt.

Extraktionsgrad nach 16 Stunden

Die folgenden Testverfahren werden angewendet, um den Extraktionsgrad nach 16 Stunden der supersaugfähigen Materialien zu ermitteln. Das erste Testverfahren dient der Verwendung bei supersaugfähigen Materialien auf Carboxylsäure-Basis. Das zweite Testverfahren dient der Verwendung bei allen anderen (nicht auf Carboxylsäure basierenden) supersaugfähigen Materialien. In diesem Zusammenhang sollte darauf hingewiesen werden, daß beide Verfahren Resultate bringen können, die die Gesamtmenge an extrahierbarem Material umfassen können, welches in einem bestimmten supersaugfähigen Material vorhanden ist. Der Extraktionsgrad nach 16 Stunden soll sich nur auf jenes extrahierbare Material beziehen, welches von polymerer Natur ist. Demzufolge sollten, wenn ein bestimmtes supersaugfähiges Material bekannt ist, oder wenn angenommen wird, daß es nennenswerte Mengen an nicht-polymerem extrahierbaren Material enthält, ein solches nicht-polymeres extrahierbares Material aus dem supersaugfähigen Material auf herkömmliche Weise entfernt werden, bevor die in der Folge beschriebene Extraktionsgrad-Testbestimmung nach 16 Stunden durchgeführt wird.

Verfahren A (für supersaugfähige Materialien auf Carboxylsäure-Basis)

Die bei diesem Test verwendete Testflüssigkeit ist eine wäßrige Lösung, die 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält. Im wesentlichen wird das supersaugfähige Material 16 Stunden lang mit der Kochsalzlösung vermischt. Danach wird dem supersaugfähigen Material Zeit gelassen, sich zu setzen. Ein Teil der Kochsalzlösung wird gefiltert, und ein aliquoter Teil des Filtrats wird entnommen. Der pH-Wert des Filtrats wird auf 10 erhöht. Anschließend wird das Filtrat mit Säure auf einen pH-Wert von 2,7 titriert. Aus den Titrierungsdaten kann die Menge an extrahierbarem, Carboxylsäureenthaltendem Polymer ermittelt werden. Das genaue Testverfahren wird wie folgt durchgeführt.
1. 75 Milliliter (+- 0,1 Milliliter) einer 0,9 gewichtsprozentigen Kochsalzlösung werden in ein Wegwerfbecherglas gefüllt.
2. 0,4 Gramm (+- 0,01 Gramm) eines zu testenden supersaugfähigen Materials werden der Kochsalzlösung beigefügt. Das supersaugfähige Material wird, wie zuvor beschrieben, vorgesiebt, so daß es eine Teilchengröße von 300- 600 um aufweist.
3. Die Mischung wird bei geringer Geschwindigkeit auf eine horizontale Flachbett-Schüttelmaschine gestellt (im Handel erhältlich bei Baxter Scientific, unter der Handelsbezeichnung Lab-Line®) und 16 Stunden lang ohne Rütteln stehen gelassen.
4. Die Mischung aus supersaugfähigem Material und Kochsalzlösung wird durch ein 8 um Whatman Filterpapier gefiltert.
5. 20 Gramm (+- 0,01 Gramm) des Filtrats werden in ein Wegwerfbecherglas gefüllt. Das Becherglas ist so gestaltet, daß eine pH-Elektrode gut in das Filtrat eingetaucht werden kann, und das Filtrat gerührt werden kann. Bei dem für die Titrierung verwendeten Instrument handelt es sich um einen Brinkmann Metrohm 672 Titroprozessor, ausgestattet mit einem Metrohm 655 Dosimat und einer Kombinations-pH-Elektrode. Die instrumentellen Parameter für eine Titrierung mit festgesetztem Endpunkt sind wie folgt:
Endpunkt 1 (pH) 2,7
Dyn Delta pH 1 3,8
Drift 1,0 mV/s
T(Verzögerung) 1 20 sek.
Endpunkt 2 (pH) aus
Temp. 25,0ºC
Stop Volumen 70,00 ml
Die pH-Elektrode wird unter Verwendung von pH 10, 7, und 3 Dämpfern kalibriert.
6. Der pH-Wert des Filtrats wird mittels einer normalen 0,1 Natriumhydroxid-Lösung auf 10 erhöht. Anschließend wird die Lösung mit einer standardisierten normalen 0,1 Salzsäurelösung auf einen pH-Wert von 2,7 zurücktitriert.
7. 20 Milliliter der 0,9 gewichtsprozentigen Natriumchloridlösung werden der zuvor beschriebenen Titrierung ausgesetzt, um als Lösemittelraum für jede Analyse zu dienen.
8. Das extrahierbare Material in Prozent wird nach der folgenden Formel berechnet:
= % extrahierbares Material
wobei
Vs = das zur Titrierung des Filtrats benötigte Volumen des HCl-Titranten ist
Vb = das zur Titrierung des Lösemittelraums benötigte Volumen des HCl-Titranten ist
N = die Normalität des HCl-Titranten
MW = Grammequivalentgewicht des supersaugfähigen Polymers (88,5 für 75% neutralisierte Natriumpoly(Acrylsäure))
75 = Gesamtvolumen der Lösung
Ws = Gewicht des supersaugfähigen Polymers (0,4 Gramm)
Wf = Gewicht des Filtrats (20,0 Gramm)
Das Prozent des extrahierbaren Materials wird als ein Gewichtsprozent, basierend auf dem Ausgangsgewicht des supersaugfähigen Materials, ausgedrückt.

Verfahren B - Nicht-Carboxylsäure-basierendes supersaugfähiges Material

Der Extraktionsgrad für supersaugfähiges Material auf Nicht-Carboxylsäure-Basis wird durch ein gravimetrisches Verfahren bestimmt, wobei man die Proben des supersaugfähigen Materials 16 Stunden lang in einer wäßrigen Lösung, welche 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält, aufquellen läßt. Der Polymergehalt im Filtrat wird gravimetrisch bestimmt. Das genaue Testverfahren wird wie folgt durchgeführt:
In einen 500 Milliliter Erlenmeyer Meßkolben werden 0,25 Gramm (+- 0,1 Milligramm) trockenes, supersaugfähiges Material gewogen. Das supersaugfähige Material wird vorgesiebt, wie zuvor beschrieben, so daß es eine Teilchengröße von 300 -600 um aufweist. 250 Milliliter der 0,9 gewichtsprozentigen Natriumchloridlösung werden in den Kolben beigegeben, und die Mischung wird 1 Stunde lang langsam gerührt. Nach 1 Stunde wird das Rühren abgebrochen, und die Mischung wird 15 Stunden lang stehengelassen. Nach Ablauf der 15 Stunden wird ausreichend Supernatant durch ein acht Mikron Whatman TM Filterpapier gefiltert, um mindestens 40 Milliliter des Filtrats zu erhalten. Genau 40 Milliliter des Filtrats werden in einen sauberen 100-Milliliter Kolben mit rundem Boden gefüllt, und die Lösung wird auf einem rotierenden Evaporator konzentriert (Wasseraspiratorvacuum, Badtemperatur 55ºC). Die verbleibenden 2-3 Milliliter der Lösung werden quantitativ mit Hilfe von zusätzlichem destillierten Wasser in eine tarierte Wiegephiole übertragen. Die Lösung in der Wiegephiole wird bei 120ºC in einem Ofen auf Trockenheit reduziert. Die Phiole wird abgekühlt, erneut gewogen, und das Gewicht des Restes (Wr) wird mittels des Taragewichts der Phiole bestimmt. Das Gewichtsprozent des Natriumchlorids (WNaCl), welches in den 40 Millilitern des Filtrats vorhanden ist, wird berechnet. Das Gewichtsprozent des extrahierbaren Polymers wird aus dem Gewicht des Trockenpolymers (WP) und dem Gewicht des Restes (Wr) (korrigiert für das Gewicht des Natriumchlorids (WNaCl)) nach der folgenden Gleichung berechnet:
= % extractables
wobei:
Wr = Gewicht des Restes
WNaCl = Gewicht des Natriumchlorids, vorhanden in 40 ml. aliquot (0,009 mal 40)
Wp = Gewicht des Trockenpolymers

Vortex Zeit

Allgemeine Beschreibung:

Der Vortex-Test mißt jenen Zeitraum in Sekunden, den 2 Gramm eines supersaugfähigen Materials benötigen, um einen Wirbel (Vortex) zu schließen, welcher hervorgerufen wird, indem 50 Milliliter Salzlösung bei 600 Umdrehungen pro Minute auf einer magnetischen Rührplatte gerührt werden. Die Zeit, die der Wirbel benötigt, um sich zu schließen, zeigt die freie Schwallabsorptionsgeschwindigkeit des supersaugfähigen Materials an.

Ausrüstung und Materialien

1. Meßbecher, 100 Milliliter
2. Programmierbare magnetische Rührplatte, geeignet für 600 Umdrehungen pro Minute (wie jene, die von PMC Industries unter der Handelsbezeichnung Dataplate® Modell #721 im Handel erhältlich ist).
3. Magnetischer Rührstab ohne Ringe, 7,9 Millimeter · 32 Millimeter, Teflon®-beschichtet (wie jener, der von Baxter Diagnostics unter der Handelsbezeichnung S/P® runde, Markenrührstäbe im Einzelpack, mit entfernbarem Zapfenring, erhältlich ist).
4. Stoppuhr
5. Waage, auf +/- 0,01 Gramm genau
6. Kochsalzlösung, 0,87 w/w Prozent, Blood Bank Saline, erhältlich bei Baxter Diagnostics (für die Zwecke dieser Anwendung als Equivalent von 0,9 Gewichtsprozent Salzlösung erachtet)
7. Abwiegepapier
8. Raum mit Standardbedingungsatmosphäre: Temperatur = 23ºC +/- 1 Grad C und relativer Luftfeuchtigkeit = 50 Prozent +/- 2 Prozent

VERFAHRENSABLAUF

1. Messen von 50 Gramm +/- 0,01 Gramm Kochsalzlösung in einen 100 Milliliter Meßbecher.
2. Plazieren des magnetischen Rührstabes in dem Meßbecher.
3. Programmieren der magnetischen Rührplatte auf 600 Umdrehungen pro Minute.
4. Plazieren des Meßbechers in der Mitte der magnetischen Rührplatte, so daß der magnetische Rührstab aktiviert wird. Die Unterseite des Wirbels sollte sich nahe der Oberseite des Rührstabes befinden.
5. Auswiegen von 2 Gramm +/- 0,01 Gramm des supersaugfähigen Materials zum Testen auf Abwiegepapier.
ANMERKUNG: Das supersaugfähige Material wird getestet wie erhalten (d. h. wie es in einen saugfähigen Verbundstoff, wie die hier beschriebenen, gehen würde). Es wird kein Sieben auf eine bestimmte Teilchengröße vorgenommen, obwohl bekannt ist, daß die Teilchengröße sich auf diesen Test auswirkt).
6. Während die Salzlösung gerührt wird, wird das zu testende supersaugfähige Material schnell in die Salzlösung geschüttet und die Stoppuhr gestartet. Das zu testende supersaugfähige Material sollte der Salzlösung zwischen der Mitte des Wirbels und der Seite des Meßbechers zugegeben werden.
7. Stoppen der Stoppuhr, wenn die Oberfläche der Salzlösung flach wird, und Aufzeichnen der Zeit.
8. Die in Sekunden aufgezeichnete Zeit wird als die Vortex- Zeit angegeben.

Beispiele

Beispiel 1

Die supersaugfähigen Materialien wurden bei Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolina; der Dow Chemical Company, Midland, Michigan, und der Hoechst Celanese Corporation, Portsmouth, Virginia, erworben. Sämtliche supersaugfähigen Materialien basierten auf Acrylsäure und alle waren Natriumsalze (Na Salz). Der Lieferant des supersaugfähigen Materials, die Bezeichnung unter welcher es bezogen wurde und die allgemeine Zusammensetzung des supersaugfähigen Materials werden in Tabelle 1 in der Folge beschrieben: TABELLE 1
¹ PVA/PAA = vernetzte Polyvinylalkohol-gepfropfte Poly (Acrylsäure)
² Auch Favor SAB 870, Partie #9212414 Sack #10
³ Auch Favor SAB 870, Partie #9212414 Sack #5
&sup4; Auch Favor SAB 870, Partie #9212484 Sack #21
&sup5; PAA = vernetzte Poly(Acrylsäure)
&sup6; Stärke/PAA = vernetzte Stärke-gepfropfte Poly(Acrylsäure)
&sup7; Wärmebehandelt bei 210ºC, 30 Minuten lang, in einem großen Trockner
&sup8; Lieferant des supersaugfähigen Basismaterials, wärmebehandelt von den Anmeldern.
Die in Tabelle 1 beschriebenen supersaugfähigen Materialien wurden den Tests unterworfen, um ihre Absorptionsvermögenswerte unter Last unter einer Vielzahl von rückhaltenden Lasten, ihren Druckabsorptionsindex und ihren Extraktionsgrad nach 16 Stunden zu ermitteln. Die Resultate dieser Tests werden in Tabelle 2 wiedergegeben. Wenn nicht anders angegeben, repräsentieren alle Datenpunkte des Absorptionsvermögens unter Last den Durchschnitt von drei Testwerten. Alle Extraktionswerte nach 16 Stunden repräsentieren einen einzelnen Testwert oder den Durchschnitt von zwei Testwerten. TABELLE 2
¹ Druckabsorptionsindex
² Extrahiertes Material nach 16 Stunden (Gewichtsprozent)
* Durchschnitt von 6 Testwerten anstatt von 3
** Durchschnitt von 9 Testwerten anstatt von 3
Eine Reihe von supersaugfähigen Materialien, die zuvor in Tabelle 1 und Tabelle 2 beschrieben wurden, wurden in Wegwerfwindeln eingegliedert, die im allgemeinen den in EP- A-0 539,703 beschriebenen Aufbau aufwiesen. Insbesondere die beim Gebrauchstest verwendeten Windeln wiesen den gleichen allgemeinen Aufbau wie jene Windeln auf, die im Handel bei der Kimberly-Clark Corporation unter der Handelsbezeichnung HUGGIES® UltraTrim Step 3 erhältlich sind. Die UltraTrim Windeln umfaßten einen saugfähigen Kern, welcher eine Mischung aus Zellstoffasern und supersaugfähigem Material, umgeben von einer zweistückigen Umhüllfolie umfaßte. Die beim Gebrauchstest verwendeten Windeln waren identisch mit den im Handel erhältlichen UltraTrim-Windeln, mit der Ausnahme, daß die oben beschriebenen supersaugfähigen Materialien als supersaugfähiges Material verwendet wurden, und daß die Dichte und das Flächengewicht der Mischung aus supersaugfähigem Material und Zellstoffasern leicht von Gebrauchstest zu Gebrauchstest variierte und etwas anders war als in dem in Handel erhältlichen UltraTrim-Produkt.
Im wesentlichen umfaßten die HUGGIES® UltraTrim Step 3 Windeln eine 31,75 um (1,25 mil) dicke Unterlagsschicht, zusammengesetzt aus Polyethylenfolie und einem saugfähigen Kissen. Das saugfähige Kissen umfaßte zwischen etwa 11 und etwa 14 Gramm Zellstoffasern und zwischen etwa 10 bis etwa 12 Gramm eines supersaugfähigen Materials, ausgewählt aus den zuvor beschriebenen. Die Fasern und das supersaugfähige Material wurden so angeordnet, daß sie ein gesamtes durchschnittliches Flächengewicht zwischen etwa 475 und etwa 540 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte zwischen etwa 0,21 und etwa 0,32 Gramm pro Kubikzentimeter vorsahen. Das saugfähige Kissen umfaßte auch ein naßfestes Cellulosegewebe, welches um die Masse aus Zellstoffasern und supersaug fähigem Material angeordnet wurde. Die Gewebehülle hatte ein Gewicht von etwa 2,3 Gramm und ein Flächengewicht von etwa 16-21 Gramm pro Quadratmeter. Das daraus entstehende saugfähige Kissen wurden zwischen der Unterlagsschicht und einer Deckschicht angeordnet, welche sich aus einer spinngebundenen Bahn aus Polypropylenfasern zusammensetzte. Das Deckschichtmaterial war größenmäßig so bemessen, daß es im wesentlichen mit der Windelunterlagsschicht übereinstimmte, und war aus Polypropylenfasern mit einem Fasertex (Denier) im Bereich zwischen etwa 0,31-0,36 tex (etwa 2,8-3,2 Denier) zusammengesetzt. Die Fasern bildeten eine spinngebundene Vliesbahn mit einem Flächengewicht von etwa 22 Gramm pro Quadratmeter und einer Bahndichte von etwa 0,10 Gramm pro Kubikzentimeter. Eine Schwallbewältigungsschicht, zusammengesetzt aus einer gebundenen kardierten Bahn, wurde an der körperseitigen Oberfläche der Deckschicht mit einem Muster aus Heißschmelzhaftmitteln angebracht. Das Schwallbewältigungsmaterial hatte eine Breite von etwa 10,16 cm (etwa 4 Inch) und verlief entlang der gesamten Länge der Windel. Die Windel umfaßte des weiteren Halteklappen, elastische Beinelemente, elastische Taillenbunde und dergleichen, wie in EP-A-539,703 beschrieben. Die Schwallbewältigungsschicht, die beim Gebrauchstest verwendet wurde, war ein Vliesstoff aus einer gebundenen kardierten Bahn, die Bikomponentenfasern umfaßte. Der Stoff wies ein gesamtes Flächengewicht von etwa 50 Gramm pro Quadratmeter und eine gesamte Verbundstoffdichte von etwa 0,03 Gramm pro Kubikzentimeter auf. Der zweischichtige Verbundstoff umfaßte eine erste körperseitige Schicht, die eine Schicht mit 15 Gramm pro Quadratmeter war, zusammengesetzt aus 100 Prozent Polyethylen/Polyester (PE/PET), Mantel-Kern Bikomponentenfasern, welche einen Faser tex (Denier) von etwa 0,2-0,33 tex (etwa 1,8-3 Denier) aufwiesen. Die zweite, äußere Seitenschicht des Verbundstoffs war aus einer Schicht mit 35 Gramm pro Quadratmeter, zusammengesetzt aus einer Mischung von Bikomponentenfasern und einer Einzelkomponentenfaser zusammengesetzt. Die Bikomponentenfasern bildeten etwa 40 Gewichtsprozent der äußeren Seitenschicht. Insbesondere waren 35 Gewichtsprozent der äußeren Seitenschicht aus 0,167 tex (1,5 Denier) Polyethylen/Polypropylen (PE/PP) Mantel-Kern-Fasern mit einer flachen Kräuselung zusammengesetzt, und 5 Gewichtsprozent der äußeren Seitenschicht waren aus 0,222 tex (2 Denier) PE/PP Mantel-Kern- Fasern mit einer schraubenförmigen Kräuselung zusammengesetzt. Die Einzelkomponentenfasern bildeten etwa 60 Gewichtsprozent der äußeren Seitenschicht und sind 0,667 tex (6 Denier) Polyesterfasern, ausgestattet mit einer flachen Kräuselung. Die spezifischen saugfähigen Kerneigenschaften der Windeln, die in den verschiedenen Gebrauchstests verwendet wurden, werden in Tabelle 3 zusammen mit den Ergebnissen der Gebrauchstests wiedergegeben.
Der Gebrauchstest wurde auf folgende Weise durchgeführt. Einhundert Babys (50 männliche und 50 weibliche) wurden herangezogen. Der Pflegeperson jedes Kindes wurden 10 Windeln gegeben, die jedes supersaugfähige Material enthielten, das im Gebrauchstest bewertet wurde. D. h. der Pflegeperson wurden 10 Windeln von jedem Code gegeben, der im Gebrauchstest bewertet wurde. Die Pflegepersonen wurden angewiesen, die 10 Windeln von jedem Code zwei Tage lang unter normalen Bedingungen zu verwenden und anzugeben, ob jede dieser Windeln auslief oder nicht. Windeln, die Stuhl enthielten, wurden zur Bewertung der Daten nicht herangezogen. Es wurde eine Gesamtanzahl von 1 000 Windeln für jede supersaugfähige Materialprobe verwendet.
Der Leistungsbewertung für die verschiedenen Proben wurde das Auslaufen der Testwindel im Verhältnis zu einer Kontrollwindel im selben Gebrauchstest zugrunde gelegt. Da Gebrauchstests, die zu verschiedenen Zeiten mit verschiedenen Babys durchgeführt werden, oft unterschiedliche absolute Auslaufzahlen ergeben, sind relative Ergebnisse innerhalb eines bestimmten Gebrauchstests im Vergleich zur Kontrolle eine repräsentativere Anzeige der Effizienz des getesteten supersaugfähigen Materials. Der Vergleich zwischen Gebrauchstests kann stark variieren. Das supersaugfähige Kontrollmaterial war für jeden der Gebrauchstests die Probe Q.
Die Ergebnisse der Windelauslauftests werden in der Folge in Tabelle 3 angegeben. Die Daten in Tabelle 3 sind in 5 separate Gebrauchstests unterteilt und geben das gesamte prozentuelle Auslaufen (% Auslaufen, gesamt) an, welches der Gesamtanzahl von Windeln entspricht, bei welchen von einem Auslaufen berichtet wurde, dividiert durch die Gesamtanzahl der Windeln (immer ausschließlich jener Windeln, die Stuhl enthielten). Das prozentuelle Auslaufen zwischen 0 und 300 Milliliter (% 300 ml Auslaufen) wird ermittelt, indem Windeln, die Stuhl und Urineinnässungen von mehr als 300 Milliliter enthielten, ausgeschieden wurden. Zum Zwecke der Bewertung der in der Windel vorhandenen Flüssigkeitsmenge wird 1 Milliliter 1 Gramm gleichgesetzt, und die Einnässungen werden durch Abwiegen der gebrauchten Windeln und durch Vergleichen mit dem durchschnittlichen Windelgewicht für eine bestimmte Windelkonfiguration ermittelt. Die übermittelten 0-300 Milliliter Auslaufdaten werden berechnet, indem die Anzahl der verbleibenden auslaufenden Windeln durch die Anzahl der verbleibenden Windeln dividiert wird. Schließlich wurden die Windeln kategorisiert, und zwar in Windeln, die zwischen 0 und 90 Milliliter Urin enthielten, Windeln, die zwischen 91 und 180 Milliliter Urin enthielten und in Windeln, die zwischen 181 und 270 Milliliter Urin enthielten. Die übermittelten Windeldaten innerhalb jeder Kategorie (%90 ml Auslaufen, %180 ml Auslaufen, %270 ml Auslaufen) werden berechnet, indem die Anzahl von Windeln innerhalb jeder Kategorie, die ausliefen, bestimmt wird und durch die Gesamtzahl von Windeln in jeder Kategorie dividiert wird. TABELLE 3
1 Verwendetes supersaugfähiges Material, ausgewählt aus Tabelle 1
2 Gramm des supersaugfähigen Materials, das im saugfähigen Verbundstoff verwendet wurden
3 Gramm der Zellstoffasern, die im saugfähigen Verbundstoff verwendet wurden
4 Dichte des saugfähigen Verbundstoffs in Gramm pro Kubikzentimeter
5 Flächengewicht des saugfähigen Verbundstoffs in Gramm pro Quadratmeter
*-Kein Beispiel der vorliegenden Erfindung
Wie aus Bezugnahme auf Tabelle 3 ersichtlich, weisen die Gebrauchstests 1 und 2 im allgemeinen darauf hin, daß die saugfähigen Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen eine bessere Leistung erbringen, als jene saugfähigen Verbundstoffe, die supersaugfähige Materialien außerhalb der vorliegenden Erfindung einsetzen. Patentanmelder sind der Ansicht, daß der beste Leistungsnachweis durch die prozentuellen gesamten Ausläufe, die prozentuellen 300 Milliliter Ausläufe und die prozentuellen 180 Milliliter Ausläufe erbracht wird. Von den prozentuellen 180 Milliliter Ausläufen wird angenommen, daß sie mit jener Windel übereinstimmen, die eine zweite Urineinnässung erhalten haben. Obwohl saugfähige Verbundstoffe außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglicherweise in der Lage sind, Einnässungen von weniger als 90 Milliliter gut bewältigen zu können (eine Einnässung), sind sie jedoch im allgemeinen weniger gut in der Lage, als die saugfähigen Verbundstoffe der vorliegenden Erfindung, eine zweite Einnässung zu bewältigen.
Gebrauchstest 3 zeigt keine gute Übereinstimmung zwischen Leistung und Gebrauch des saugfähigen Verbundstoffs der vorliegenden Erfindung. Patentanmelder sind der Ansicht, daß dies auf die relativ hohe Dichte der saugfähigen Verbundstoffe (0,32 g/cm³) zurückzuführen ist. Auf ähnliche Weise zeigt auch Gebrauchstest 4 keine gute Übereinstimmung.
Die Patentanmelder sind der Ansicht, daß die Bedeutung, ein supersaugfähiges Material mit den hierin beschriebenen PAI- Werten zu verwenden, umso wichtiger ist, als die Konzentration des supersaugfähigen Materials in den saugfähigen Verbundstoffen ansteigt. Dies scheint durch die Tatsache gezeigt zu werden, daß Gebrauchstest 2 eine relativ gute Übereinstimmung zwischen PAI und Leistung zeigt und supersaugfähige Verbundstoffe verwendet, die etwa 51 Gewichtsprozent supersaugfähiges Material enthalten. Diese Gebrauchstests, die wenig Übereinstimmung zwischen PAI und Leistung zeigen, verwenden im allgemeinen saugfähige Verbundstoffe, die etwa 45-46 Gewichtsprozent supersaugfähiges Material enthalten.

Beispiel 2

Die supersaugfähigen Materialien wurden erworben bei Stockhausen, Inc., Greensboro, North Carolina; Dow Chemical Company, Midland, Michigan; und Hoechst Celanese Corporation, Portsmouth, Virginia. Sämtliche supersaugfähige Materialien basierten auf Acrylsäure und alle waren Natriumsalze (Na Salz). Der Lieferant des supersaugfähigen Materials, die Bezeichnung unter welcher es zu bestellen war und die allgemeine Zusammensetzung des supersaugfähigen Materials werden wie folgt in Tabelle 4 angegeben: TABELLE 4
1 Unterschiedliche Partienummer zu Probe Q aus Tabelle 1
2 Stärke/PAA = vernetze Stärke-gepfropfte Poly (Acrylsäure)
3 Die gleiche wie Probe 1 aus Tabelle 1
4 PVA/PAA = vernetzte Polyvinylalkohol-gepfropfte Poly (Acrylsäure)
5 Die gleiche wie Probe P aus Tabelle 1
6 Die gleiche wie Probe J aus Tabelle 1
7 PAA = Vernetzte Poly(Acrylsäure)
8 Partienummer 9212416
Die in Tabelle 4 beschriebenen supersaugfähigen Materialien wurden Tests unterworfen, um ihre Absorptionsvermögenswerte unter Last unter einer Vielzahl von rückhaltenden Lasten, ihren Druckabsorptionsindex und ihre Vortex-Zeit zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Tests werden in Tabelle 5 angegeben. Wenn nicht anders angegeben, repräsentieren alle Datenpunkte der Absorption unter Last den Durchschnitt aus 3 Testwerten. Alle Vortex-Zeit-Werte repräsentieren den Durchschnitt von drei oder vier Testwerten. TABELLE 5
1 Druckabsorptionsindex
2 Vortex-Zeit in Sekunden
* Durchschnitt aus 6 Testwerten anstatt von 3
Die oben in Tabelle 4 beschriebenen supersaugfähigen Materialien wurden in Wegwerfwindeln eingegliedert, die bei dem folgenden Gebrauchstest eingesetzt wurden und den folgenden Aufbau aufwiesen.
Die Windeln waren im allgemeinen identisch mit den im Handel erhältlichen HUGGIES® UltraTrim Step 3 Windeln, mit der Ausnahme, daß das bei den UltraTrim Step 3 Windeln verwendete saugfähige Kissen durch den in der Folge beschriebenen Rückhaltebereich ersetzt wurde.
Der Rückhaltebereich umfaßte ein saugfähiges Laminat und eine Verteilungsschicht. Die Verteilungsschicht setzte sich aus Zellstoffasern zusammen, die in einem T-förmigen Kissen angeordnet waren, welches im allgemeinen die selben Abmessungen aufwies, wie das saugfähige Kissen (Flausch und supersaugfähiges Material) der UltraTrim Step 3 Windel und mit einem durchschnittlichen Flächengewicht von 300 Gramm pro Quadratmeter. Sechzig Gewichtsprozent der Zellstoffasern waren in der vorderen Hälfte (längsseitig) der Verteilungsschicht untergebracht, und die Verteilungsschicht wurde auf einen Durchschnitt von 0,2 Gramm pro Kubikzentimeter (genommen unter einer Belastung von 1379 Pa (0,2 Pfund pro Quadratinch)) zusammengedrückt. Die Gesamtlänge der Verteilungsschicht betrug 375 Millimeter. Ein Cellulosegewebe mit einem Flächengewicht von etwa 17 Gramm pro Quadratmeter wurde um die Verteilungsschicht gewickelt.
Oben (dem Körper eines Trägers näher) auf die Verteilungsschicht wurde ein saugfähiges Laminat plaziert. Das saugfähige Laminat umfaßte eine Cellulosegewebeschicht mit einer Bodenbreite von 140 Millimetern mit einem Flächengewicht von 17 Gramm pro Quadratmeter. Neun Gramm des supersaugfä higen Materials und 0,5 Gramm der Zellstoffaser wurden auf die Bodengewebeschicht in eine gemusterte Fläche luftgeformt, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt. Jede Tasche wies abgerundete Ecken auf und war ungefähr 25 Millimeter lang und 12 Millimeter breit. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, entspricht die Länge (längere Abmessung) einer Mehrzahl der Taschen der Maschinenrichtung des Produkts. Entlang der Maschinenrichtung des Produkts waren die abgerundeten Enden von unmittelbar angrenzenden Taschen um eine Distanz von 6-7 Millimeter beabstandet. Über die Transversalrichtung des Produkts (die zur Maschinenrichtung quer verlaufende Richtung) waren die Taschen um eine Distanz von 6-7 Millimeter beabstandet. Die Gesamtlänge des gemusterten Bereichs, die die Taschen enthielt, betrug 280 Millimeter. Wie in Fig. 3 dargestellt, war der gemusterte Bereich in Richtung zur Vorderseite der Windel, beginnend etwa 25 Millimeter von der Vorderkante der Verteilungsschicht, angeordnet. Eine 140 Millimeter breite obere Cellulosegewebeschicht mit einem Flächengewicht von 21 Gramm pro Quadratmeter wurde mit gleichmäßigen Wirbeln mit Cycloflex 70-3998 Heißschmelzhaftmittel (im Handel erhältlich bei der National Starch and Chemical Co., Bridgewater, New Jersey) in einem Ausmaß von etwa 15 Gramm pro Quadratmeter besprüht und an dem Cellulosebodengewebe angebracht. Die Gesamtlänge des Rückhaltebereichs betrug 375 Millimeter.
Der sich daraus ergebende Rückhaltebereich wurde zwischen einer Unterlagsschicht, zusammengesetzt aus 31,75 um (1,25 mil) Polyethylenfolie (die selbe, die in Beispiel 1 verwendet wurde) und einer Deckschicht, zusammengesetzt aus einer hydrophilierten, spinngebundenen Bahn aus Polypropylenfasern, untergebracht. Das Material der Deckschicht war so bemessen, daß es im wesentlichen mit der Unterlagsschicht der Windel übereinstimmte und war aus Polypropylenfasern mit einer Fasertex (Denier) im Bereich von etwa 0,322-0,3667 tex (etwa 2,9-3,3 Denier) zusammengesetzt. Die Fasern bildeten eine spinngebundene Vliesbahn mit einem Flächengewicht von etwa 22 Gramm pro Quadratmeter. Eine Schwallbewältigungsschicht, zusammengesetzt aus einer gebundenen kardierten Bahn wurde an die körperseitige Oberfläche der Deckschicht mit einem Muster aus Heißschmelzaufbauhaftmittel angebracht. Das Schwallbewältigungsmaterial war das selbe wie jenes, das in Beispiel 1 verwendet wurde, und wies eine Breite von etwa 102 Millimeter auf, und verlief entlang der Gesamtlänge der Windel. Die Windel umfaßte des weiteren Halteklappen, elastische Beinelemente, elastische Taillenbunde und dergleichen, wie in EP-A- 539,703 beschrieben.
Windeln mit dem oben beschriebenen Aufbau, bei denen die in Tabelle 4 und 5 beschriebenen supersaugfähigen Materialien verwendet wurden, wurden Gebrauchstests, wie in Beispiel 1 beschrieben, unterworfen. Die Ergebnisse der Windelauslauftests werden in der Folge in Tabelle 6 vorgestellt. Die Daten in Tabelle 6 sind in drei separate Gebrauchstests unterteilt. Bei den in Tabelle 6 vermittelten Daten handelt es sich um die selbe Art von Daten wie jene, die in Tabelle 3 angegeben werden, wobei die Bezeichnungen für die Daten (Arten von Daten) die selben sind und die selbe Bedeutung haben wie jene, die in Zusammenhang mit Tabelle 3 beschrieben wurden. TABELLE 6 Gebrauchstest 7 Gebrauchstest 8
¹ Verwendetes supersaugfähiges Material, ausgewählt aus Tabelle 4
* Kein Beispiel der vorliegenden Erfindung
Wie durch Bezugnahme auf Tabelle 6 ersichtlich ist, weisen die Gebrauchstests 6, 7 und 8 im allgemeinen darauf hin, daß saugfähige Verbundstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen eine bessere Leistung erbringen, als saugfähige Verbundstoffe, die supersaugfähige Materialien außerhalb der vorliegenden Erfindung verwenden. Insbesondere die Windeln Nummer 1, 4 und 5 in Gebrauchstest 6 zeigen die höchsten prozentuellen Gesamtausläufe, prozentuellen 300 ml Ausläufe und prozentuellen 180 ml Ausläufe, was, wie zuvor beschrieben, von den Patentanmeldern als bester Hinweis auf die Leistung erachtet wird. Ähnlich zeigen Windel Nummer 7 in Gebrauchstest 7 und Windel Nummer 6 in Gebrauchstest 8 die höchsten oder beinahe höchsten prozentuellen Gesamtausläufe, prozentuellen 300 ml Ausläufe und prozentuellen 180 ml Ausläufe.
Die Gebrauchstests 7 und 8 zeigen, daß supersaugfähige Materialien, die einen Bereich von Druckabsorptionsindex und Vortex-Zeiten aufweisen, im allgemeinen für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Des weiteren weist der Vergleich der Windeln 4 und 5 in Gebrauchstest 7 und der Windeln 3 und 4 in Gebrauchstest 8 auf die Bedeutung der Vortex-Zeit hin. Insbesondere die supersaugfähigen Materialien, die in den Windeln verwendet wurden, wiesen im allgemeinen den selben Druckabsorptionsindex (109,4 und 110,2) auf. Das in Windel 4 in Gebrauchstest 7 und in Windel 3 in Gebrauchstest 8 verwendete supersaugfähige Material weist jedoch eine Vortex-Zeit von 92 Sekunden auf. Das in Windel 5 in Gebrauchstest 7 und in Windel 4 in Gebrauchstest 8 verwendete supersaugfähige Material weist eine Vortex-Zeit von 12 auf. Wie durch Bezugnahme auf Tabelle 6 ersichtlich ist, erbringt die Windel, bei der das supersaugfähige Material mit der geringeren Vortex-Zeit (12) verwendet wird, im allgemeinen die bessere Leistung im Vergleich zu der Windel, bei der das supersaugfähige Material mit der höheren Vortex-Zeit verwendet wird.
Der Vergleich der Windeln 3 und 5 in Gebrauchstest 7 zeigt auf ähnliche Weise die Bedeutung der Vortex-Zeit. Der Vergleich der Windeln 2 und 4 in Gebrauchstest 8 unterstützt weder, noch widerspricht er der Ansicht, daß die Vortex-Zeit ein wichtiges Merkmal von supersaugfähigem Material darstellt.

Claims

1. Saugfähiger Verbundstoff (44), geeignet zur Verwendung in einem saugfähigen Wegwerfbekleidungsstück, wobei der saugfähige Verbundstoff Mittel (46, 48, 52) zum Halten eines supersaugfähigen Materials umfaßt, und ein supersaugfähiges Material (58), welches von den Haltemitteln gehalten wird, wobei das supersaugfähige Material in den Haltemitteln in einem Verhältnis von 30 bis 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52), vorhanden ist und das supersaugfähige Material (58),

dadurch gekennzeichnet ist, daß

das supersaugfähige Material einen Druckabsorptionsindex von mindestens 120 aufweist.

2. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 1, wobei das supersaugfähige Material (58) einen Extraktionsgrad nach 16-Stunden von weniger als 13 Gewichtsprozent aufweist.

3. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 1, wobei das supersaugfähige Material (58) eine Vortex-Zeit von weniger als etwa 45 Sekunden aufweist.

4. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das supersaugfähige Material (58) in den Haltemitteln (46, 48, 52) in einem Verhältnis von etwa 40 bis etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52) und des supersaugfähigen Materials (58), vorhanden ist.

5. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das supersaugfähige Material (58) in den Haltemitteln (46, 48, 52) in einem Verhältnis von etwa 50 bis etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52) und des supersaugfähigen Materials (58), vorhanden ist.

6. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das supersaugfähige Material (58) in den Haltemitteln (46, 48, 52) in einem Verhältnis von etwa 60 bis etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52) und des supersaugfähigen Materials (58), vorhanden ist.

7. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das supersaugfähige Material (58) in den Haltemitteln (46, 48, 52) in einem Verhältnis von etwa 70 bis etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52) und des supersaugfähigen Materials (58), vorhanden ist.

8. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 2, wobei das supersaugfähige Material (58) in den Haltemitteln (46, 48, 52) in einem Verhältnis von etwa 80 bis etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52) und des supersaugfähigen Materials (58), vorhanden ist.

9. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das supersaugfähige Material (58) in den Haltemitteln (46, 48, 52) in einem Verhältnis von etwa 90 bis etwa 100 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Haltemittel (46, 48, 52) und des supersaugfähigen Materials (58), vorhanden ist.

10. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das supersaugfähige Material (58) einen Druckabsorptionsindex von mindestens etwa 140 aufweist.

11. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, abhängig von Anspruch 2, wobei das supersaugfähige Material einen Extraktionsgrad nach 16 Stunden von weniger als etwa 10 Gewichtsprozent aufweist.

12. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, abhängig von Anspruch 2, wobei das supersaugfähige Material einen Extraktionsgrad nach 16 Stunden von weniger als etwa 7 Gewichtsprozent aufweist.

13. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, abhängig von Anspruch 2, wobei das supersaugfähige Material einen Extraktionsgrad nach 16 Stunden von weniger als etwa 3 Gewichtsprozent aufweist.

14. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß einem der Ansprüche 2 und 4 bis 13, wobei das Haltemittel eine faserige Matrix umfaßt.

15. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 14, wobei die faserige Matrix wasseranziehende Fasern umfaßt, wobei es sich bei den wasseranziehenden Fasern vorzugsweise um Cellulosefasern handelt.

16. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Haltemittel (46, 48, 52) eine Matrix von Fasern umfaßt, und das supersaugfähige Material (58) mit den Fasern der Matrix vermischt ist.

17. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 16, wobei das supersaugfähige Material (58) in der Mischung aus Fasern und supersaugfähigem Material in einem Verhältnis von etwa 30 bis etwa 70 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Mischung, vorhanden ist.

18. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 17, wobei das supersaugfähige Material (58) in der Mischung aus Fasern und supersaugfähigem Material in einem Verhältnis von etwa 40 bis etwa 70 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Mischung, vorhanden ist.

19. Saugfähiger Verbundstoff (44) gemäß Anspruch 18, wobei das supersaugfähige Material (58) in der Mischung aus Fasern und supersaugfähigem Material in einem Verhältnis von etwa 50 bis etwa 70 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Mischung, vorhanden ist.

20. Saugfähiges Wegwerfbekleidungsstück, welches eine Außenhülle (82), eine körperseitige Einlage (80) und einen saugfähigen Verbundstoff (44) gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, angeordnet zwischen der Außenhülle (82) und der körperseitigen Einlage (80), umfaßt.

21. Saugfähiges Wegwerfbekleidungsstück gemäß Anspruch 20, welches eine Schwallbewältigungsschicht (42) umfaßt.