DE69717866T2

DE69717866T2 - Absorbierender artikel mit verbesserten materialien zur flüssigkeitsverteilung

Info

Publication number: DE69717866T2
Application number: DE69717866T
Authority: DE
Inventors: Johannes Ehrnsperger; Dean Lavon; Frank Neumann; Gianfranco Palumbo; Mattias Schmidt; Alfred Young
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: WO1998043580A1; EP0980231B1; EG21960A; TR199902832T2; HUP0002658A3; TW359609B; ID20395A; JP3784839B2; IL132070A0; EP0980231A1; CA2284938A1; MX218709B; DE69717866D1; US6359192B1; CO4650275A1; HUP0002658A2; NO994651D0; ES2187772T3; ZA982257B; ATE229311T1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Artikel, welche primär dazu ausgebildet sind, Körperausscheidungen, wie - und ganz vorwiegend - Urin, aufzunehmen und zurück zu halten. Solche Artikel sind wegwerfbare Hygieneartikel, wie Babywindeln, Übungshöschen, Erwachsenen-Inkontinenzartikel und dergleichen.

Hinterrund der Erfindung

Absorbierende Artikel zum Aufnehmen und Zurückhalten von Körperausscheidungen, wie Urin und Stuhlgang, wie Einwegwindeln, Übungshöschen, Erwachsenen- Inkontinenzartikel, sind im Stand der Technik allgemein bekannt, und es wurden erhebliche Anstrengungen damit verbracht, ihre Leistungsfähigkeit zu verbessern. Solche Verbesserungen zielen im wesentlichen auf die primäre Funktion solcher Artikel, nämlich das Zurückhalten von Körperfluiden, aber auch auf ein Minimieren der mit dem Tragen solcher Artikel verbundenen negativen Eigenschaften, indem der Tragekomfort Ihr den Träger erhöht wurde.
Solche Verbesserungen können in den meisten Fällen derart klassifiziert werden, daß sie primär in eine von zwei Kategorien fallen: sich primär auf eine "Kerntechnologie" beziehen, das heißt, eine "Absorptionsfähigkeit" im breiten Sinne des Wortes, oder sich primär auf eine "Grundkörpertechnologie" beziehen.
Die erste richtet sich darauf, wie der Körperabfall (im wesentlichen in irgendeinem Stadium von Fluidität) in einer "Absorptions(oder Kern)-Struktur" aufzunehmen und zurück zu halten, wodurch das Abfallmaterial von dem Artikel angenommen (aufgenommen) wird und dann gespeichert (zurück gehalten) wird, und zwar mit einem dazwischen liegenden möglichen zusätzlichen Schritt der Verteilung (insbesondere von Urin).
Die zweite Kategorie hat - im wesentlichen - mit den sogenannten "Grundkörperelementen" zu tun, die nämlich den Körperabfall "innerhalb der Begrenzung des Artikels" aufnehmen
- durch Separieren des Absorptionsmittels (der Kernstruktur) von der Außenseite, das heißt, der Wäsche der Träger, etc., indem eine undurchlässige "Unterschicht" verwendet wird;
- oder durch ein Verhindern, daß Körperausscheidungen durch den Raum zwischen dem absorbierenden Artikel und dem Körper des Trägers hindurch entweichen, wie beispielsweise durch elastisch gemachte Raffungen an den Bein- und Taillenöffnungen.
Diese hat auch damit zu tun, die Anlage des Artikels an den Träger zu ermöglichen - wie durch Bereitstellen eines Schließmittels, wie Bandstreifen, und durch Beibehalten des Artikels am Träger, wie durch bandartige Anordnungen, die häufig in die Anlegeeinrichtung integriert sind.
Mit dieser Terminologie wird ein "Tragekomfort" für den Träger gegenwärtig vornehmlich darauf gerichtet, Grundkörperelemente zu verbessern, wie beispielsweise durch Anpassen der Grundkörperlemente an die Windel, um einen guten "Sitz" des Artikels zu erreichen und zu erreichen, daß diese weich und kissenartig ist.
In der PCT-Anmeldung WO 93/16669 (Alemany" oder der PCT-Anmeldung WO 93/21877 (Richardson) sind Einwegwindeln beschrieben, durch welche der Tragekomfort des Trägers verbessert wird, indem elastisch gemachte Merkmale eingeführt werden, mit denen eine bessere Körperanschmiegsamkeit gegeben ist, selbst wenn sich der Träger bewegt.
Wenn der Einfluß von Kernen auf den Tragekomfort betrachtet wird, liegt der allgemeine Ansatz darin, die dadurch zu bewerkstelligen, indem weiche, nicht scheuernde Materialien für die Oberschichten verwendet werden oder indem die Dicke und/oder das Volumen des trocknen Artikels minimiert wird, vorzugsweise unter Beibehaltung der Weichheit solcher Kerne. Gegenwärtig wurden Versuche unternommen, auch die Form und Gestalt der absorbierenden Struktur anzupassen, um einen guten Sitz zu erlauben.
Da sogenannte superabsorbierende Materialien (oder Hydrogel bildende Materialien) eine breit gestreute Anwendung in absorbierenden Einwegartikeln gefunden haben, haben eine Anzahl von vermarkteten Produkten - wie PAMPERS, wie sie durch The Procter & Gamble Co. vertrieben werden, oder HUGGIES, wie sie durch Kimberly-Clark Corp. in verschiedenen Staaten vertrieben werden - eine beachtliche Verringerung in der Dicke der Produkte durchgemacht.
Die US-A-5,098,423 (Pieniak) beschreibt Einwegwindeln und versucht verschiedene "Komfort" = Aspekte anzugehen, indem Strukturen mit "geringem Trockenvolumen" geschaffen werden, und fordert, daß nicht nur die trockene Dicke der Struktur relevant ist, sonder auch andere Abmessungen, wie
- die Querschnittsfläche des Kerns in der Schrittregion;
- die Komprimierfähigkeit des Artikels in der Schrittregion und die sich ergebene Dicke des Artikels nach einer Faltung;
- die Größe der "Auftreffzonen des Artikels";
- der Abstand der (Bein)-Elastikelemente des Artikels.
Somit können die hier beschriebenen Kernstrukturen als dünn aber breit bezeichnet werden.
Ferner ist ein "Absorptionseffizienzindex" beschrieben, indem eine Menge Fluid, welche durch die Schrittregion aufgenommen werden sollte, mit dem Volumen des trockenen Kerns in Bezug gesetzt wird. Die Aufgabe dieses Parameters ist, in der Schrittregion eine Gestaltung in Richtung hoher Absorptionseigenschaften, Kapazität, zu erlauben. Somit ist nach wie vor eine Schlüsselaufgabe, auch große Mengen von Urin in dem Schrittbereich zu absorbieren, was jedoch zwangsläufig den Tragekomfort nach einer Befrachtung signifikant verringert. Diese Sache wird mit einer weiteren Verbesserung der Leistungsfähigkeit der absorbierenden Artikel im Hinblick auf absorbierende Artikel, die eine Fluid-Handhabungsfähigkeit deutlich verbessern und somit mit einer Zunahme der gesamten Tragezeit und der in solchen Artikeln, bevor sie entfernt werden, enthaltenen Fluidmenge noch wichtiger.
In der US-A-4,994,037 (Bernardin) sind absorbierende Artikel beschrieben, die ein "umgekehrtes Kapazitätsprofil" haben. Darin ist, die ultimative Speicherkapazität entfernt von einer Schrittregion positioniert. Die offenbarten Ausbildungen für absorbierende Artikel berücksichtigen jedoch weder die Sitzanforderung für eine guten Sitz zwischen den Beinen des Trägers, noch die Fluid- Handhabungsanforderungen, wie beispielsweise das Erreichen einer guten Hauttrockenheit und Fluidannahme. Während diese Ausbildungen die Kapazität weg von der Befrachtungsstelle anordnen, berücksichtigen sie nicht, wie der Fluidtransport zu diesen Speicherregionen wirksam erreicht wird.
Somit ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, absorbierende Artikel mit einem verbesserten Sitz zu schaffen, auch wenn sie befrachtet sind, und zwar zusammen mit einer guten Fluid-Handhabungsfähigkeit und insbesondere unter Verwendung von Materialien mit besonders geeigneten Fluid-Verteilungseigenschaften.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dies durch ein selektives Anordnen einer ultimativen Speicherkapazität weg von der Schrittregion zu erreichen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dieses Merkmal ohne eine negative Beeinflussung des Sitzes zu schaffen, indem Ausbildungen mit geringem Bausch in der Artikel-Schrittregion geschaffen werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, dies unter Verwendung von superabsorbierenden Polymeren zu erreichen.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, dies unter Verwendung von porösen absorbierenden Materialien zu erreichen, wie sie durch HIPE-Polymerisierung hergestellt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch eine Babywindel als Beispiel für einen absorbierenden Artikel.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Anzieh-Babywindel als ein Beispiel für einen absorbierenden Artikel.
Fig. 3 zeigt den Testaufbau für den vertikalen Ansaugtest.
Fig. 4 zeigt den Testaufbau für den Aquisitionstest.
Fig. 5 zeigt den Testaufbau für das Postaquisition- Collagenrücknässungsverfahren.

Detaillierte Beschreibung

Absorbierende Artikel - im allgemeinen

Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "absorbierende Artikel" auf Einrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und aufnehmen, und bezieht sich insbesondere auf Einrichtungen, welche an oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet sind, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, in erster Linie Urin, zu absorbieren und aufzunehmen.
Der Ausdruck "Einweg" wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, welche nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise als absorbierende Artikel wieder hergestellt oder wieder verwendet zu werden (das heißt, sie sind dazu gedacht, nach einer Verwendung weg geworfen zu werden und vorzugsweise wieder aufbereitet, kompostiert oder in anderer Weise in einer umweltverträglichen Art deponiert zu werden).
Ein absorbierender Artikel umfaßt im allgemeinen:
- einen absorbierenden Kern bzw. eine Kernstruktur (welche aus Unterstrukturen bestehen kann);
- eine fluiddurchlässige Oberschicht;
- eine fluidundurchlässige Unterschicht;
- optional weitere Merkmale, wie Schließelemente oder eine Elastifikation.
Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines absorbierenden Artikels der Erfindung, welche eine Windel ist.
Die Windel 20 ist in Fig. 1 in ihrem flach ausgelegten, nicht zusammen gezogenen Zustand (das heißt, mit ausgezogener elastisch induzierter Kontraktion mit Ausnahme in den Seitenfeldern, in welchen das Gummi in seinem entspannten Zustand belassen ist) gezeigt, wobei Bereiche der Struktur weg geschnitten sind, um den Aufbau der Windel 20 deutlicher zu zeigen, und wobei der Bereich der Windel 20, welcher vom Träger weg gerichtet ist, die äußere Oberfläche 52, dem Betrachter zugewandt ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Windel 20 eine Aufnahmeeinheit 22, vorzugsweise mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Oberschicht 24, einer flüssigkeitsundurchlässigen Unterschicht 26, die mit der Oberschicht 24 verbunden ist, und einem absorbierenden Kern 28, der zwischen der Oberschicht 24 und der Unterschicht 26 positioniert ist; elastisch gemachte Seitenfelder 30; elastisch gemachte Beinaufschläge 32; ein elastisches Taillenmerkmal 34; und ein Schließsystem mit Doppelspannung-Befestigungssystem, das ganz allgemein mehrfach bezeichnet ist als 36. Das Doppelspannung-Befestigungssystem 36 umfaßt vorzugsweise ein primäres Befestigungssystem 38 und ein Taillen-Schließsystem 40. Das primäre Befestigungssystem 38 umfaßt vorzugsweise ein Paar Befestigungselement 42 und ein Anlageelement 44. Das Taillen-Schließsystem 40 ist in Fig. 1 so dargestellt, daß dieses ein Paar erste Anbringungskomponenten 46 und eine zweite Anbringungskomponente 48 aufweist. Die Windel 20 umfaßt vorzugsweise auch ein Positionierstück 50, das angrenzend an jede Anbringungskomponente 46 angeordnet ist.
Die Windel 20 ist in Fig. 1 so dargestellt, daß diese aufweist eine äußere Oberfläche 52 (dem Betrachter in Fig. 1 entgegen gerichtet), eine der äußeren Oberfläche 52 entgegen gesetzte innere Oberfläche 54, eine erste Taillenregion 56, eine zweite Taillenregion 58, die der ersten Taillenregion 56 entgegen gerichtet ist, und einen Umfang 60, welcher durch die äußeren Ränder der Windel 20 begrenzt ist, in welchem die Längsränder mit 62 bezeichnet sind und die Stirnränder mit 64 bezeichnet sind. Die innere Oberfläche 54 der Windel 20 umfaßt den Bereich der Windel 20, welcher während des Tragens an den Körper des Trägers angrenzend positioniert ist (das heißt, die innere Oberfläche 54 wird im wesentlichen durch wenigstens einen Bereich der Oberschicht 24 und andere mit der Oberschicht 24 verbundene Komponenten gebildet). Die äußere Oberfläche 52 umfaßt den Bereich der Windel 20, welcher vom Körper des Trägers weg positioniert ist (das heißt, die äußere Oberfläche 52 wird im wesentlichen durch wenigstens einen Bereich der Unterschicht 26 und andere mit der Unterschicht 26 verbundene Komponenten gebildet). Die erste Taillenregion 56 und die zweite Taillenregion 58 erstrecken sich jeweils von den Stirnränder 64 des Umfangs 60 zu der quer verlaufenden Mittellinie 66 der Windel 20 hin. Die Taillenregionen umfassen jeweils eine zentrale Region 68 und ein Paar Seitenfelder, welche typischerweise die äußeren seitlichen Bereiche der Taillenregionen umfassen. Die in der ersten Taillenregion 56 positionierten Seitenfelder sind mit 70 bezeichnet, während die Seitenfelder in der zweiten Taillenregion 58 mit 72 bezeichnet sind. Obwohl es nicht notwendig ist, daß die Paar Seitenfelder bzw. jedes Seitenfeld identisch ist, sind diese vorzugsweise Spiegelbilder voneinander. Die Seitenfelder 72, die in der zweiten Taillenregion 58 positioniert sind, können in der Querrichtung elastisch dehnbar sein (das heißt, elastische Seitenfelder 30 sein). (Die Querrichtung (X-Richtung oder Breite) ist als die Richtung definiert, die parallel zur quer verlaufenden Mittellinie 66 der Windel 20 verläuft; die Längsrichtung (Y- Richtung oder Länge) ist als die Richtung definiert, die parallel zur längs verlaufenden Mittellinie 67 verläuft; und die axiale Richtung (Z-Richtung oder Dicke) ist als die Richtung definiert, die sich durch die Dicke der Windel 20 hindurch erstreckt).
Fig. 1 zeigt eine Besonderheit der Windel 20, in welcher die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26 eine Längen- und Breitenabmessung haben, welche größer ist als diejenige des absorbierenden Kerns 28. Die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26 erstrecken sich über die Ränder des absorbierenden Kerns 28 hinaus, um dadurch den Umfang 60 der Windel 20 zu bilden. Der Umfang 60 begrenzt die äußere Kontur oder, mit anderen Worten, die Ränder der Windel 20. Der Umfang 60 umfaßt die Längsränder 62 und die Stirnränder 64.
Die Aufnahmeeinheit 22 der Windel 20 ist in Fig. 1 so dargestellt, daß diese den Hauptkörper (Chassis) der Windel 20 umfaßt. Die Aufnahmeeinheit 22 umfaßt wenigstens einen absorbierenden Kern 28 und vorzugsweise eine äußere Abdeckschicht, welche die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26 umfaßt. Wenn der absorbierende Artikel einen separaten Halter und ein Futter aufweist, umfaßt die Aufnahmeeinheit 22 im allgemeinen den Halter und das Futter (das heißt, die Aufnahmeeinheit 22 umfaßt ein oder mehrere Materialschichten, um den Halte zu begrenzen, während das Futter einen absorbierenden Verbundstoff umfaßt, wie eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen absorbierenden Kern). Für einheitliche absorbierende Artikel umfaßt die Aufnahmeeinheit 22 die Hauptstruktur der findet, wobei weitere Merkmale zugefügt sind, um die zusammen gesetzte Windelstruktur zu bilden. So umfaßt die Aufnahmeeinheit 22 der Windel 20 im allgemeinen die Oberschicht 24, die Unterschicht 26 und den absorbierenden Kern 28.
Obwohl jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, daß dieser ähnlich einer der oben beschriebenen Beinbänder, Seitenklapper Barrierenaufschlägen oder elastischen Aufschlägen ist, wird bevorzugt, das jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 wenigstens einen inneren Barrierenaufschlag 84 mit einer Barrierenklappe 85 und einem elastischen Abstandhalter 86 umfaßt, wie dies beschrieben ist in US Patent 4,909,803. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der elastisch gemachte Beinaufschlag 32 zusätzlich einen elastischen Dichtungsaufschlag 104 mit ein oder mehreren elastischen Strängen 105, die außenseitig des Barrierenaufschlags 84 positioniert sein, wie dies beschrieben ist in US Patent 4,695,278.
Die Windel 20 kann ferner ein elastisches Taillenmerkmal 34 umfassen, das einen verbesserten Sitz und eine verbesserte Aufnahme liefert. Das elastische Taillenmerkmal 34 erstreckt sich wenigstens in Längsrichtung von wenigstens einem der Taillenränder 83 des absorbierenden Kern 28 in wenigstens der zentralen Region 68 nach außen und bildet im wesentlichen wenigstens ein Bereich des Stirnrandes 64 der Windel 20. Auf diese Weise umfaßt das elastische Taillenmerkmal 34 den Bereich der Windel, der sich wenigstens von dem Taillenrand 83 des absorbierenden Kerns 28 zu dem Stirnrand 64 der Windel 20 erstreckt, und ist dazu gedacht, angrenzend an die Taille des Trägers angeordnet zu werden. Einwegwinden werden im allgemeinen so konstruiert, daß sie zwei elastische Taillenmerkmale haben, wobei eines in der ersten Taillenregion positioniert ist und eines in der zwei ten Taillenregion positioniert ist. Obwohl eine Einwegwindel der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen elastischen Taillenmerkmal konstruiert werden kann, welches den Träger umschließt, oder mit einem verstärkenden Taillenmerkmal mit nur hinteren Gummis, wird sich die Diskussion im Hinblick auf das elastische Taillenmerkmal auf Windeln konzentrieren, die ein Paar elastische Taillenmerkmale haben, von denen wenigstens eines und vorzugsweise beide gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Ferner wird, obwohl das elastische Taillenmerkmal oder eines seiner Bauelemente ein separates Element umfassen kann, daß an der Aufnahmeeinheit 22 der Windel 20 befestigt ist, das elastische Taillenmerkmal 34 in Hinblick auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, in welcher das elastische Taillenmerkmal 34 als eine Erstreckung anderer Elemente der Windel, wie der Unterschicht 26 oder der Oberschicht 24, vorzugsweise sowohl der Unterschicht 26 als auch der Oberschicht 24, konstruiert ist.
Das elastisch gemachte Taillenband 35 des elastischen Taillenmerkmals 134 kann umfassen einen Bereich der Oberschicht 24, einen Bereich der Unterschicht 26, der vorzugsweise mechanisch gestreckt wurde, und ein Bilaminatmaterial mit einem zwischen der Oberschicht 24 und der Unterschicht 26 positionierten elastomeren Element 76 und einem zwischen der Unterschicht 26 und dem elastomeren Element 76 positionierten elastischen Element 77.
Dies sowie weitere Komponenten der Windel sind in größerem Detail angegeben in WO 93/16669.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel für einen absorbierenden Artikel, für welchen die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, insbesondere eine wegwerfbare Anziehwindel. Die wegwerfbare Anziehwindel 20 umfaßt einen Grundkörper 21, Seitennähte 23 und eine absorbierende Einheit 22. Der Grundkörper 21 hat wenigstens einen vorderen Bereich 56, einen hinteren Bereich 58, einen Schrittbereich 57, längs verlaufende Seitenregionen 88 und Flügelklappen 72 und umfaßt ein elastisches Flügelklappenelement 90, das mit jeder Flügelklappe 72 betriebsfähig so verbunden ist, daß dies eine laminierte Flügelklappe bildet, welche durch ein mechanisches Streckverfahren, welches in größerem Detail hier unten beschrieben wird, elastisch aktiviert wird. Die absorbierende Einheit 22 ist an dem Grundkörper 21 festgelegt.
Die äußere Schicht 26 ist der Bereich des Grundkörper 21, welcher das äußere der wegwertbaren Anziehwindeln 20 bilden wird, das heißt, vom Träger weg gerichtet ist. Die äußere Schicht 26 ist nachgiebig, weichfühlig und für die Haut des Trägers nicht störend.
Die innere Schicht 24 ist der Bereich des Grundkörpers 21, welcher das Innere des Grundkörpers 21 bilden wird und wenigstens die Taille und die Beine des Trägers berühren wird. Die innere Schicht ist auch nachgiebig, weichfühlig und für die Haut des Trägers nicht störend.
Die innere Schicht 24 ist vorzugsweise angrenzend an die äußere Schicht 26 positioniert und ist vorzugsweise mit dieser durch Anbringungsmittel (nicht gezeigt) verbunden, wie sie im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Zum Beispiel kann die innere Schicht 24 an der äußeren Schicht 26 durch eine gleichförmige, kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels festgelegt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die innere Schicht 24 und die äußere Schicht 26 durch ein direktes Verbinden derselben mit den elastischen Flügelklappenelementen 90, den elastischen Taillenbandelementen 76 und den elastischen Strängen 105 indirekt miteinander verbunden und sind in den Bereichen, die sich über das elastische Flügelklappenelement 90, die elastischen Taillenbandelemente 76 und die elastischen Stränge 45 hinaus erstrecken, direkt miteinander verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird wenigstens ein Bereich der inneren und äußeren Schicht 24, 26 des Grundkörpers einem mechanischen Streckvorgang ausgesetzt, um ein "Nullspannung"-Stretchlaminat zu schaffen, welches die elastisch gemachten Flügelklappen 30 bildet. Auf diese Weise sind die innere und die äußere Schicht 24, 26 vorzugsweise längbar, ganz bevorzugt ziehfähig, aber nicht notwendigerweise elastomer, so daß die innere und die äußere Schicht 24, 26 beim mechanischen Strecken wenigstens in einem gewissen Maße dauerhaft gelängt werden, derart, daß sie nicht vollständig in ihre ursprüngliche ungezerrte Konfiguration zurückkehren werden. In bevorzugten Ausführungsformen kann die innere und die äußere Schicht 24, 26 einem mechanischen Streckvorgang ausgesetzt werden, ohne zu zerreißen oder zu zerfetzen. Somit wird bevorzugt, daß die innere und die äußere Schicht 24, 26 eine geringe Umformfestigkeit in Quer-Maschinenrichtung (Querrichtung) haben.
Der Grundkörper 21 der wegwerfbaren Anziehwindel 20 umfaßt ferner vorzugsweise elastisch gemachte Beinaufschläge 32 zum Bereitstellen der verbesserten Aufnahme für Flüssigkeiten und andere Körperausscheidungen. Jeder elastische gemachte Beinaufschlag 32 kann mehrere unterschiedliche Ausführungsformen zum Verringern der Leckage von Körperausscheidungen in den Beinregionen umfassen. Obwohl jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, daß dieser ähnlich einem der oben beschriebenen Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschlägen, oder elastischen Aufschlägen sein kann, wird bevorzugte, daß jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 wenigstens eine Seitenklappe 104 und ein oder mehrere elastische Stränge 105 umfaßt.
Der Grundkörper 21 der wegwertbaren Anziehwindel 20 umfaßt ferner vorzugsweise ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das angrenzend an den Stirnrind 64 der wegwertbaren Anziehwindeln 20 in wenigstens dem hinteren Bereich 58 angeordnet ist, und hat ganz bevorzugt ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das sowohl in dem vorderen Bereich 56 als auch dem hinteren Bereich 58 angeordnet ist. Das Taillenband der wegwerfbaren Windeln 20 ist der Bereich, welcher dazu gedacht ist, angrenzend an die Taille des Trägers angeordnet zu werden. Das elastisch gemachte Taillenband 34 liefert ein Element, das einen definierten Abdeckungsbereich beibehält, die Taille des Trägers berührt und in wenigstens der Querrichtung elastisch dehnbar ist, um so dynamisch an der Taille des Trägers zu sitzen und sich dynamisch an die Taille des Trägers anzuschmiegen, um so einen verbesserten Sitz zu schaffen. Somit ist das Taillenband im wesentlichen der Bereich der wegwerfbaren Anziehwindeln 20, der sich von dem Stirnrand 64 der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 zu wenigstens dem Taillenrand 83 des absorbierenden Kern 28 hin erstreckt. Obwohl das elastisch gemachte Taillenband 34 ein separates Element umfassen kann, das an dem Grundkörper 21 der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 befestigt ist, ist das Taillenband vorzugsweise eine Erstreckung anderer Elemente der wegwerfbaren Anziehwindeln 20, wie der inneren Schicht 24, der äußeren Schicht 26 oder einer Kombination dieser Elemente und einem damit verbundenen elastomeren Material. Alternativ können sich die Oberschicht und die Unterschicht der absorbierenden Einheit 22 über die Ränder des absorbierenden Kerns 28 hinaus erstrecken und mit einem elastomeren Material verbunden sein, um ein elastisch gemachtes Taillenband zu bilden. Wegwerfbare Übungshöschen werden häufig so konstruiert, daß sie zwei elastisch gemachte Taillenbänder haben; eines ist im vorderen Bereich 56 positioniert und eines ist im hinteren Bereich 58 positioniert. Die wegwerfbaren Anziehwindeln 20 haben wenigstens ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das in wenigstens der zentralen Region 68 des hinteren Bereichs 58 angeordnet ist. Vorzugsweise ist ein weiteres elastisch gemachtes Taillenband auf dem vorderen Bereich 56 angeordnet. Vorzugsweise sind beide elastisch gemachten Taillenbänder 34 zwischen den elastisch gemachten Flügelklappen 30 angeordnet.
Das elastisch gemachte Taillenband 34 kann in einer Anzahl unterschiedlicher Konfigurationen konstruiert sein. Gemäß den Fig. 2 und 3 umfaßt das elastisch gemachte Taillenband 34 ein elastisches Taillenbandelement 76, das zwischen der inneren Schicht 24 und der äußeren Schicht 26 angeordnet ist und mit entweder einer oder beiden der inneren oder äußeren Schicht 24, 26 zusammen mit dem vorderen Bereich 56 und dem hinteren Bereich 58 der wegwerfbaren Anziehwindeln 20 operativ verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Grundkörper 21 elastisch gemachte Flügelklappen 30 im vorderen Bereich 56 und im hinteren Bereich 58. Die elastisch gemachten Flügelklappen 30 sind einheitliche Elemente des Grundkörpers, das heißt, sie sind nicht separat manipulierbare Elemente, die mit dem Grundkörper verbunden sind, sondern sind statt dessen aus Erstreckungen der Grundkörpermaterialien geformt und sind solche. Die elastisch gemachten Flügelklappen 30 liefern ein elastisch dehnbares Merkmal, das für einen komfortableren und anschmiegsameren Sitz sorgt, indem es die Einwegwäsche anfänglich anschmiegsam an den Träger anlegen läßt und diesen Sitz während der Tragezeit beibehält, auch nachdem die Einwegwäsche mit Ausscheidungen befrachtet wurde, da nämlich die elastisch gemachten Flügelklappen den Seiten der Einwegwäsche erlauben, sich zu expandieren und zu kontrahieren.
Jede Flügelklappe 72 umfaßt den Bereich des Grundkörpers 21, der sich von der zentralen Region 68 des Grundkörpers 21 aus und längs derselben zu der längs verlaufenden Seitenregion 88 des Grundkörpers 21 quer nach außen erstreckt. Die Flügelklappe 72 erstreckt sich im wesentlichen in Längsrichtung von dem Stirnrand 64 des Grundkörpers 21 zu den Bereichen den Längsrandes 62 des Grundkörpers 21, welche die Beinöffnung bilden (dieser Abschnitt des Längsrandes 62 wird als Beinrand 106 bezeichnet). In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jede Flügelklappe durch die Bereiche der inneren Schicht 24 und der äußeren Schicht 26 geformt, die sich über die zentrale Region 68 des Grundkörpers 21 hinaus erstrecken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die elastischen Flügelklappenelemente 90 mit dem Grundkörper 21 in den Flügelklappen 72, vorzugsweise zwischen der inneren Schicht 24 und der äußeren Schicht 26, betriebsfähig verbunden, so daß die elastischen Flügelklappenelemente 90 den elastisch gemachten Flügelklappen 30 erlauben, in der Querrichtung elastisch dehnbar (seitlich elastisch dehnbar) zu sein. Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "elastisch dehnbar", daß sich ein Abschnitt oder ein Bereich des Grundkörpers in wenigstens einer Richtung längt (vorzugsweise der Querrichtung für die Flügelklappen und die Taillenbänder), wenn Spannungskräfte (typischerweise quer gerichtete Spannungskräfte für die Flügelklappen und die Taillenbänder) aufgebracht werden, und zu seiner früheren Größe und Konfiguration zurück kehrt, wenn die Spannungskräfte weg genommen sind. Im wesentlichen kehren elastomere Materialien, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, kontraktiv auf wenigsten etwa 75% ihrer ursprünglichen Konfiguration innerhalb von 5 Sekunden oder weniger bei Streckung und plötzlicher Freigabe derselben zurück (das heißt, ein "hoch elastisches" Gummi).

Absorbierender Kern/Kernstruktur

Der absorbierende Kern (28) sollte im wesentlichen komprimierbar, verformbar, für die Haut des Trägers nicht störend und zum Absorbieren und Zurückhalten von Flüssigkeiten, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen, geeignet sein. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat der absorbierende Kern 28 eine wäscheseitige Oberfläche ("unterer" oder "bodenseitiger" Teil), eine körperseitige Oberfläche, Seitenränder und Taillenränder. Der absorbierende Kern könnte eine breite Vielfalt von flüssigkeitsabsorbierenden oder Flüssigkeithandhabungsmaterialien umfassen, die in Einwegwindeln und anderen absorbierenden Artikeln allgemein verwendet werden, wie - aber nicht beschränkt darauf - zermahlener Holzzellstoff, welcher allgemein als Luftfilz bezeichnet wird; schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Zellulosefasern; Tissue, einschließlich Tissuehüllen und Tissuelaminate.
Beispiele für absorbierende Strukturen sind beschrieben in dem US Patent 4,610,678, unter der Bezeichnung "High-Density Absorbent Structures", veröffentlicht für Weisman et al. am 09. September 1986; US Patent 4,673,402, unter der Bezeichnung "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores", veröffentlicht für Weisman et al. am 16. Juni 1987; US Patent 4,888,231, unter der Bezeichnung "Absorbent Core Having A Dusting Layer", veröffentlicht für Angstadt am 19. Dezember 1989; EP-A-0 640 330 von Bewick-Sonntag et al.; US 5,180,622 (Berg et al.); US 5,102,597 (Roe et al.); US 5,387,207 (LaVon). Solche Strukturen könnten so angepaßt werden, daß sie mit den oben angegebenen Erfordernissen kompatibel sind, um als der absorbierende Kern 28 verwendet zu werden.
Der absorbierende Kern 28 kann eine einheitliche Kernstruktur haben, oder er kann eine Kombination aus mehreren absorbierenden Strukturen sein, welche wiederum aus ein oder mehreren Unterstrukturen bestehen können. Jede der Strukturen oder Unterstrukturen kann eine im wesentlichen zweidimensionale Abmessung haben (das heißt, eine Schicht sein) oder eine dreidimensionale Gestalt haben.

Materialien zur Verwendung in absorbierenden Kernen

Der absorbierende Kern für die vorliegende Erfindung kann faserige Materialien umfassen, um eine faserige Bahn oder faserige Matrixe zu bilden.
In der vorliegenden Erfindung nützliche Fasern umfassen solche, die natürlich auftretende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) sind sowie synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele geeigneter nichtmodifizierter/modifizierter, natürlich auftretender Fasern umfassen Baumwolle, Espartogras, Bagasse, Borstenhaar, Flachs, Seide, Wolle, Holzzellstoff, chemisch modifizierter Holzzellstoff, Jute, Rayon, Ethylzellulose und Zelluloseacetat. Geeignete synthetische Fasern können hergestellt sein, aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacryle, wie ORLON®, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, nicht löslicher oder löslicher Polyvinylalkohol, Polyolefine, wie Polyethylen (z. B. PULPEX®) und Polypropylen, Polyamide, wie Nylon, Polyester, wie DACRON® oder KODEL®, Polyurethane, Polystyrole und dergleichen. Die verwendeten Fasern können ausschließlich natürlich auftretende Fasern, ausschließlich synthetische Fasern oder irgendeine kompatible Kombination aus natürlich auftretenden und synthetischen Fasern umfassen. In der vorliegenden verwendete Fasern können hydrophil sein oder können eine Kombination aus sowohl hydrophilen als auch hydrophoben Fasern sein.
Für viele absorbierende Kerne oder Kernstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung hydrophiler Fasern bevorzugt. Geeignete hydrophile Fasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Zellulosefasern, modifizierte Zellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (z. B. DACRON®), hydrophiles Nylon (HYDROFIL®) und dergleichen. Geeignete hydrophile Fasern können auch durch ein Hydrophilisieren hydrophober Fasern erhalten werden, wie mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die z. B. aus Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen, abgeleitet werden.
Geeignete Holzzellstofffasern können erhalten werden aus allgemein bekannten chemischen Verfahren, wie den Kraft- und Sulfidverfahren. Es wird besonders bevorzugt, diese Holzzellstofffasern von südlichen Weichhölzern herzuleiten, und zwar wegen ihrer Premiumabsorptionseigenschaften. Dies Holzzellstofffasern können auch erhalten werden aus mechanischen Prozessen, wie gemahlenem Holz, Refiner-, thermomechanischen, chemomechanischen und chemo-thermomechanischen Holzzellstoffverfahren. Wieder aufbereitete oder sekundäre Holzzellstofffasern sowie gebleichte und ungebleichte Holzzellstofffasern können verwendet werden.
Eine wünschenswerte Quelle von hydrophilen Fasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, insbesondere für absorbierende Regionen, die eine gute Fluidannahme- und Verteilungseigenschaft erfordern, ist die chemisch versteifter Zellulosefasern. Wie hier verwendet, meint der Ausdruck mit "chemisch versteifte Zellulosefasern" Zellulosefasern, die durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifigkeit der Fasern sowohl unter trocknen als auch unter wäßrigen Bedingungen zu erhöhen. Solche Mittel können die Hinzufügung eines chemischen Versteifungsmittels umfassen, das z. B. die Fasern beschichtet und/oder imprägniert. Solche Mittel können auch das Versteifen der Fasern durch Verändern der chemischen Struktur umfassen, z. B. durch Vernetzen von Polymerketten.
Polymere Versteifungsmittel, welche die Zellulosefasern beschichten oder imprägnieren können, umfassen: kationisch modifizierte Stärken mit Stickstoff enthaltenden Gruppen (z. B. Aminogruppen), wie sie erhältlich sind von National Starch and. Chemical Corp., Bridgewater, NJ. USA; Latexe; naßfeste Harze, wie Polyamidepichlorhydrinharz (z. B. Kymene® 557H, Hercules, Inc. Wilmington, Delaware; USA), Polyacrylamidharze, wie z. B. beschrieben sind in US Patent 3,556,932 (Coscia et al.), veröffentlicht am 19. Januar 1971; im Handel erhältliche Polyacrylamide, die durch American Cynamid Co., Standford, CT, USA, unter dem Warennamen Parez® 631 NC vertrieben werden; Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze, und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Veröffentlichung über naßfeste Harze, die in der Papiertechnik verwendet werden und hier allgemein anwendbar sind, kann gefunden werden in den TAPPI-Monographreihen Nr. 29 "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industriy (New York, 1965).
Diese Fasern können auch durch chemische Reaktion versteift werden. Zum Beispiel können Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden, welche nach der Aufbringung veranlaßt werden, intrafaserige Vernetzungsbindungen chemisch zu bilden. Dieser Vernetzungsbindungen können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Obwohl die Verwendung von intrafaserigen Vernetzungsbindungen zum chemischen Versteifen der Faser bevorzugt wird, ist damit nicht gemeint, andere Typen von Reaktionen zum chemischen Versteifen von Fasern auszuschließen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter Form versteift sind (das heißt, die individualisierten versteiften Fasern sowie ein Prozeß für ihre Zubereitung) sind offenbart z. B. in US Patent 3,224,926 (Bernardin), veröffentlicht am 21. Dezember 1965; US Patent 3,440,135 (Chung), veröffentlicht am 22. April 1969; US Patent 3,932,209 (Chatterjee), veröffentlicht am 13. Januar 1976 und US Patent 4,035,147 (Sangenis et al.), veröffentlicht am 19. Dezember 1989; US Patent 4,898,642d (Moore et al.), veröffentlicht am 06. Februar 1990; und US Patent 5,137,537 (Herron et al.), veröffentlicht am 11. August 1992.
In gegenwärtig bevorzugten versteiften Fasern umfaßt die chemische Verarbeitung eine intrafaserige Vernetzung mit Vernetzungsmitteln, während solche Fasern sich in einem relativ dehydrierten, defibrierten (das heißt, individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Geeignete chemische Versteifungsmittel sind typischerweise monomere Vernetzungsmittel, einschließlich insbesondere von C&sub2;-C&sub9; Polycarboxylsäuren, wie Zitronensäure.
Solche versteiften Fasern, die verdreht und gekräuselt sind, können quantifiziert werden, indem sowohl eine "Drehungszahl" der Fasern und eine "Kräuselungsfaktor" der Fasern bestimmt wird. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Drehungszahl" auf die Anzahl von Drehstellen, die in einer bestimmten Fasemlänge vorhanden sind. Die Drehungszahl wird als ein Mittel zum Messen des Grades benutzt, in welchem eine Faser um ihre Längsachse gedreht ist. Der Ausdruck "Drehstelle" bezieht sich auf eine im wesentlichen axiale Drehung von 180º um die Längsachse der Faser, bei welcher ein Bereich der Faser (das heißt, die "Stelle") gegenüber dem Rest der Faser relativ dunkel erscheint, wenn sie in einem Mikroskop unter Durchgangslicht betrachtet wird. Die Drehstelle erscheint an den Orten dunkel, an welchen das Durchgangslicht aufgrund der vorerwähnten Drehung um eine zusätzliche Faserwand hindurch geht. Der Abstand zwischen Stellen korrespondiert mit einer axialen Drehung um 180º. Die Anzahl von Drehstellen in einer bestimmten Länge von Fasern (das heißt, die Drehungszahl) ist direkt indikativ für den Grad der Faserdrehung, welche ein physikalischer Parameter der Faser ist. Die Vorgänge zum Bestimmen von Drehstellen und der gesamten Drehungszahl sind beschrieben in US Patent 4,898,642.
Solche versteiften Fasern haben ferner eine mittlere trockene Faser-Drehungszahl von wenigstens etwa 2,7, vorzugsweise wenigstens etwa 4,5 Drehungsstellen pro Millimeter. Ferner sollte mittlere nasse Faser-Drehungszahl dieser Fasern vorzugsweise wenigstens etwa 1,8, vorzugsweise wenigstens etwa 3,0 betragen und sollte vorzugsweise auch wenigstens etwa 0,5 Drehstellen pro Millimeter weniger als die mittlere trockene Fasern-Drehungszahl haben. Noch bevorzugter sollte die mittlere trockene Faser-Drehungszahl wenigstens etwa 5,5 Drehstellen pro Millimeter haben und sollte die mittlere nasse Faser-Drehungszahl wenigstens etwa 4,0 Drehstellen pro Millimeter haben und sollte auch wenigstens 1,0 Drehstellen pro Millimeter weniger als ihre mittlere trockene Faser-Drehungszahl haben. Ganz bevorzugt sollte die mittlere trockene Faser-Drehungszahl wenigstens etwa 6,5 Drehstellen pro Millimeter haben und sollte die mittlere nasse Faser-Drehungszahl wenigstens etwa 5,0 Drehstellen pro Millimeter haben und sollte auch wenigstens 1,0 Drehstellen pro Millimeter weniger als die mittlere trockene Faser-Drehungszahl haben.
Zusätzlich dazu, daß sie verdreht sind, sind die bevorzugten versteiften Fasern auch gekräuselt. Eine Faserkräuselung kann als die fraktionsmäßige Verkürzung der Fasern aufgrund von Kinks, Twists und/oder Biegungen in der Faser beschrieben werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Faserkräuselung in einer zweidimensionalen Ebene gemessen. Das Maß der Faserkräuselung kann quantifiziert werden, indem ein Faser-Kräuselungsfaktor bestimmt wird. Der Faser- Kräuselungsfaktor, eine zweidimensionale Messung der Kräuselung, wird bestimmt durch Betrachten der Faser in einer zweidimensionalen Ebene. Um den Kräuselungsfaktor zu bestimmen, werden die geplante Länge der Faser als längste Abmessung eines zweidimensionalen; die Faser umfassenden Rechtecks; LR, und die tatsächliche Länge der Faser, LA, beide gemessen. Der Faser-Kräuselungsfaktor kann dann aus der folgenden Gleichung berechnet werden:
Kräuselungsfaktor = (LA/LR) - 1.
Ein Bildanalyseverfahren, das verwendet werden kann, um LR und LA zu messen, ist im US Patent 4,898,642 beschrieben. Vorzugsweise haben die versteiften Fasern einen Kräuselungsfaktor von wenigstens etwa 0,30 und haben ganz bevorzugt einen Kräuselungsfaktor von wenigstens etwa 0,50.
Diese chemisch versteiften Zellulosefasern haben bestimmte Eigenschaften, die sie in bestimmten absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung im Verhältnis zu unversteiften Zellulosefasern besonders nützlich machen. Zusätzlich dazu, daß sie hydrophil sind, haben diese versteiften Fasern eine einzigartige Kombination von Steifigkeit und Elastizität.
Zusätzlich dazu oder alternativ dazu können synthetische oder thermoplastische Fasern in den absorbierenden Strukturen enthalten sein, wie beispielsweise hergestellt aus irgendeinem thermoplastischen Polymer, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, welche die Fasern nicht übermäßig beschädigen. Vorzugsweise wird der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials geringer sein als etwa 190ºC und Vorzugsweise zwischen etwa 75ºC und etwa 175ºC liegen. In jedem Fall sollte der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials geringer sein als die Temperatur, bei welcher die thermisch gebundenen absorbierenden Strukturen, wenn sie in absorbierenden Artikeln verwendet werden, höchst wahrscheinlich gelagert werden. Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials ist typischerweise nicht geringer als etwa 50ºC.
Die thermoplastischen Materialien, und insbesondere die thermoplastischen Fasern, können aus einer Vielfalt von thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, einschließlich Polyolefinen, wie Polyethylen (z. B. PULPEX®) und Polypropylen, Polyester, Copolyester, Polyvinylacetat, Polyamide, Copolyamide, Polystyrole, Polyurethane und Copolymere eines der vorstehenden, wie Vinylchlorid/Vinylacetat und dergleichen. Geeignete thermoplastische Materialien umfassen hydrophobe Fasern, die hydrophil gemacht wurden, wie mit grenzflächenaktivem Stoff behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die z. B. von Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen, abgeleitet sind. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Faser kann durch Behandlung mit einem grenzflächenaktiven Stoff, wie einem nicht ionisierenden oder anionischen grenzflächenaktiven Stoff, hydrophil gemacht werden, z. B. durch Besprühen der Faser mit einem grenzflächenaktiven Stoff, durch Eintunken der Faser in einen grenzflächenaktiven Stoff oder durch Aufnehmen des grenzflächenaktiven Stoffs als Teil der Polymerschmelze beim Herstellen der thermoplastischen Faser. Beim Schmelzen und Wiederverfestigen wird der grenzflächenaktive Stoff dazu neigen, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser zu verbleiben. Geeignete grenzflächenaktive Stoffe umfassen nicht ionisierende grenzflächenaktive Stoffe; wie Brij® 76, hergestellt durch ICI Americas, Inc. aus Wilmington, Delaware und verschiedene grenzflächenaktive Stoffe, die unter Pegosperse® durch Glyco Chemical, Inc. aus Grennwich, Connecticut, vertrieben werden. Neben nicht ionisierenden grenzflächenaktiven Stoffen, können auch anionische grenzflächenaktive Stoffe verwendet werden. Diese grenzflächenaktiven Stoffe können auf die thermoplastischen Fasern in Mengen von z. B. von etwa 0,2 bis etwa 1 Gramm pro Quadratzentimeter der thermoplastischen Faser aufgebracht werden.
Geeignete thermoplastische Fasern können hergestellt werden aus einem einzelnen Polymer (Monokomponentfasern) oder können hergestellt werden aus mehr als einem Polymer (z. B. Bikomponentfasern). Zum Beispiel können sich "Bikomponentfasern" auf der thermoplastische Fasern beziehen, die eine Kernfaser aus einem Polymer umfassen, das innerhalb einer thermoplastischen Hülle aus einem unterschiedlichen Polymer eingeschlossen ist. Das Polymer des Mantels schmilzt häufig bei einer unterschiedlichen, typischerweise geringeren, Temperatur als das Polymer des Kerns. Als Ergebnis liefern die Bikomponentfasern eine thermische Bindung aufgrund des Schmelzens des Mantelpolymers, und behalten gleichzeitig die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Kernpolymers bei.
Geeignete Bikomponentfasern zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können umfassen Mantel/Kern-Fasern mit den folgenden Polymerkombinationen: Polyethylen/Polypropylen, Polyethylvinylacetat/Polypropylen, Polyethylen/Polyester, PolypropylenlPolyester, Copolyester/Polyester und dergleichen. Teilchenförmige geeignete thermoplastische Bikomponentfasern zur Verwendung hierin sind solche mit einem Polypropylen- oder Polyesterkern und einem geringer schmelzenden Copolyester-, Polyethylvinylacetat- oder Polyethylenmantel (z. B. DANAKLON®; CELBOND® oder CHISSO® Bikomponentfasern). Diese Bikomponentfasern können konzentrisch oder exzentrisch sein. Wie hier verwendet, beziehen sich die Ausdrücke "konzentrisch" und "exzentrisch" darauf, ob der Mantel eine Dicke hat, die über die Querschnittsfläche der Bikomponentfaser gleichmäßig oder ungleichmäßig ist. Exzentrische Bikomponentfasern können beim Bereitstellen von einer höheren Komprimierungsfestigkeit bei geringerer Faserdicke wünschenswert sein. Geeignete Bikomponentfasern zur Verwendung hierin können beide ungecrimpt (das heißt, gebogen) sein. Bikomponentfasern können durch typische Textilmittel gecrimpt werden, wie beispielsweise einem Stuffer-Boy-Verfahren oder dem Zahnrad- Crimp-Verfahren, um einen vorherrschend zweidimensionalen oder "flachen" Crimp zu erhalten.
Im Falle von thermoplastischen Fasern können ihre Längen in Abhängigkeit von dem speziellen Schmelzpunkt und anderen für diese Fasern gewünschten Eigenschaften variieren. Typischerweise haben die thermoplastischen Fasern eine Länge von etwa 0,3 bis etwa 7,5 cm Länge, vorzugsweise von etwa 0,4 bis etwa 3,0 cm Länge. Die Eigenschäften, einschließlich dem Schmelzpunkt, dieser thermoplastischen Fasern können auch eingestellt werden, indem der Durchmesser (Dicke) der Fasern variiert wird. Der Durchmesser dieser thermoplastischen Fasern wird typischerweise in entweder Denier (Gramm pro 9.000 Meter) oder Decitex (Gramm pro 10.000 Meter dtex) definiert. In Abhängigkeit von der spezifischen Anordnung innerhalb der Struktur können geeignete thermoplastische Fasern einen Decitex im Bereich von gut unterhalb von 1 Decitex, wie beispielsweise 0,4 Decitex, bis etwa 20 dtex haben.
Diese faserigen Materialien können in einer individualisierten Form verwendet werden, wenn der absorbierende Artikel hergestellt wird und eine luftgelegte faserige Struktur auf der Fertigungslinie geformt wird. Die Fasern können auch als eine vorgeformte faserige Bahn oder ein solches Tissue verwendet werden. Diese Strukturen werden dann an die Produktion des Artikels im wesentlichen in einer Endlos oder sehr langen Form (z. B. auf einer Rolle, Spule) geliefert und werden dann auf die geeignete Größe geschnitten. Dies kann an jedem solcher Materialien individuell bewerkstelligt werden, bevor diese mit den anderen Materialien kombiniert werden, um den absorbierenden Kern zu bilden, bevor der Kern selbst geschnitten wird und die Materialien mit dem Kern gleicherstreckend sind.
Es gibt eine breite Vielfalt zum Herstellen solcher Bahnen oder Tissues, solche Prozesse sind im Stand der Technik sehr bekannt.
Im Hinblick auf Fasern, die zum Herstellen solcher Bahnen verwendet werden, gibt es nahezu keine Beschränkung im Prinzip, obwohl gewisse spezifische Bahnbilungs- und Bindeverfahren nicht vollständig kompatibel mit bestimmten Materialien oder Fasertypen sein können.
Wenn als Ausgangsmaterial zum Herstellen einer Bahn individualisierte Fasern betrachtet werden, können diese in einem Fluidmedium abgelegt werden - falls dieses gasförmig (Luft) ist, werden solche Strukturen allgemein als "trocken gelegt" bezeichnet, falls diese flüssig ist, werden solche Strukturen ganz allgemein als "naß gelegt" bezeichnet. Ein "Naßlegen" wird breit angewendet, um Papiertissues mit einem breiten Bereich von Eigenschaften herzustellen. Dieser Ausdruck wird ganz allgemein in Verbindung mit Zellulosematerialien verwendet, es können jedoch auch synthetische Fasern enthalten sein.
Ein "Trockenlegen" wird breit verwendet für Vliesbahnen, und häufig kann der Kardierungsprozeß verwendet werden, um solche Bahnen zu bilden. Auch die allgemein bekannten "luftgelegten Tissues" fallen unter diese Kategorie.
Ein geschmolzenes Polymer kann in Fasern extrudiert werden, welche dann direkt in eine Bahn geformt werden können (das heißt, es wird der Verfahrensschritt des Herstellens individueller Fasern, welche dann in einem separaten Verfahrensschritt in eine Bahn geformt werden, weggelassen). Die resultierenden Strukturen werden allgemein als Vliesstoffe des schmelzgeblasenen Typs oder - falls die Fasern signifikant mehr gezogen sind; als spunbonded Bahnen bezeichnet.
Ferner können Bahnen auch durch Kombinieren ein oder mehrerer der anderen Formationstechnologien gebildet werden.
Um den Bahnstrukturen gewisse Festigkeits- und Integritätseigenschaften zu geben, sind diese im allgemeinen gebunden. Die am weitest verbreiteten Technologien sind (a) ein chemisches Binden oder (b) ein thermisches Binden durch Schmelzen eines Teils der Bahn selbst. Für das Letztere können die Fasern komprimiert werden, was zu unterscheidbaren Bindungspunkten führt, welche z. B. für Vliesmaterialien einen signifikanten Bereich der gesamten Fläche überdecken können, wobei Werte von 20% nicht ungewöhnlich sind. Oder es kann - besonders nützlich für Strukturen, bei welchen geringe Dichten erwünscht sind - eine "Durchluft"-Bindung aufgebracht werden, bei welcher Teile der Polymere, z. B. das Mantelmaterial von Bikomponentfasern, mit Hilfe von erwärmter Luft, die durch die (häufig luftgelegte) Bahn hindurch geht, geschmolzen werden.
Nachdem die Bahnen geformt und gebunden worden sind, können diese zu modifizierten spezifischen Eigenschaften hin weiter behandelt werden. Dies kann - als eines von vielen möglichen Beispielen - ein zusätzlicher grenzflächenaktiver Stoff sein, um hydrophobe Fasern hydrophiler zu machen oder umgekehrt. Es kann auch eine mechanische Postformation-Behandlung verwendet werden, wie diese in EP- A-809 991 offenbart ist, um solchen Materialien besonders nützliche Eigenschaften zu verleihen.
Zusätzlich oder alternativ zu faserigen Bahnen können die absorbierende Kerne andere poröse Materialien umfassen, wie Schäume. Bevorzugte Schäume sind offenzellige absorbierende polymere Schaummaterialien, wie sie durch Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase (nachfolgend als ein HIPE) hergeleitet werden. Solche polymeren Schäume können gebildet werden, um die erforderlichen Speichereigenschaften sowie die erforderlichen Verteilungseigenschaften zu schaffen.
Die von HIPE abgeleiteten Schäume, welche sowohl die erforderliche Verteilungs- als auch Speichereigenschaften für die hier vorliegende Verwendung schaffen, sind beschrieben in dem parallel anhängigen US Patent 5,650,222 (DesMarais et al.), eingereicht am 25. November 1995 (hiernach als "222 Anmeldung" bezeichnet); dem parallel anhängigen US Patent 5,849,805, US Patent 5,387,207 (Dyer et al.), veröffentlicht am 07. Februar 1995; und US Patent 5,260,345 (DesMarais et al.), veröffentlicht am 09. November 1993.
Polymere Schäume, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, sind solche, welche relativ offenzellig sind. Dies bedeutet, daß die individuellen Zellen des Schaumes in vollständiger, ungestörter Kommunikation mit benachbarten Zellen stehen. Die Zellen in solchen im wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen haben interzellulare Öffnungen oder "Fenster", die groß genug sind, um einen vollständigen Fluidtransfer von einer Zelle zu der anderen innerhalb der Schaumstruktur zu erlauben.
Diese im wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen haben im wesentlichen einen retikulierten Charakter, wobei die individuellen Zellen durch eine Mehrzahl von miteinander verbundenen, dreidimensional verzweigten Bahnen begrenzt werden. Die Stränge des polymeren Materials, welche diese verzweigten Bahnen bilden, können als "Streben" bezeichnet werden. Offenzellige Schäume mit einer typischen strebartigen Struktur sind beispielhaft in den Mikrophotographien der Fig. 1 und 2 in der '222 Anmeldung dargestellt. Wir hier verwendet, ist ein Schaummaterial "offenzellig", wenn wenigstens 80% der Zellen in der Schaumstruktur, die wenigstens eine Größe von 1 Mikrometer haben, in Fluidkommunikation mit wenigstens einer benachbarten Zelle stehen.
Zusätzlich dazu, daß sie offenzellig sind, sind diese polymeren Schäume ausreichend hydrophob, um dem Schaum zu erlauben, wäßrige Fluide in den hiernach angegebenen Mengen zu absorbieren. Die inneren Oberflächen der Schaumstrukturen sind hydrophil gemacht, indem restliche hydrophilisierende grenzflächenaktive Stoffe in der Schaumstruktur nach der Polymerisierung belassen werden, oder durch ausgewählte Vorgehensweise einer Postpolymerisierungs-Schaumbehandlung.
Die polymeren Schäume können in der Form von zusammen gefallenen (das heißt, nicht expandierten) polymeren Schäumen präpariert werden, die bei Kontakt mit wäßrigen Fluiden expandieren und solche Fluide absorbieren. Siehe z. B. das parallel anhängige US Patent 5,650,222 und US Patent 5,387,207. Diese zusammen gefallenen polymeren Schäume werden gewöhnlich durch Ausdrücken der Wasserphase aus dem polymerisierten HIPE-Schaum durch Komprimierungskräfte und/oder thermisches Trocknen und/oder Unterdruckentwässerung erhalten. Nach der Komprimierung und/oder thermischen Trocknung/Unterdruck-Entwässerung befindet sich der polymere Schaum in einem zusammen gefallenen bzw. nicht expandierten Zustand. Nicht zusammengefallene Schäume, wie sie beschrieben sind in der parallel anhängigen US Patentanmeldung 5,849,805 und im US Patent 5,260,345 sind auch als Verteilungsmaterial nützlich.

Superabsorbierende Polymere oder Hydrogele

Optional und häufig vorzugsweise, können die absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung superabsorbierende Polymere oder Hydrogele umfassen. Die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen eine Vielfalt von im wesentlichen wasserunlöslichen, aber nicht in Wasser quellfähige Polymere, die in der Lage sind, große Megen von Flüssigkeiten zu absorbieren. Solche Polymermaterialien werden auch gewöhnlich als "Hydrokolloide" oder superabsorbierende" Materialien bezeichnet. Diese Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere haben vorzugsweise eine Vielzahl von Anionen, funktionalen Gruppen, wie Sulphonsäure, und noch typischer, Carboxygruppen. Beispiele von Polymeren, die hier zur Verwendung geeignet sind, umfassen solche, welche aus polymerisierbaren, ungesättigten, Säure enthaltenden Monomeren präpariert werden.
Einige nicht saure Monomere können, gewöhnlich in geringeren Mengen, beim Präparieren der hier vorliegenden Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere aufgenommen werden. Solche nicht sauren Monomere können z. B. die wasserlöslichen oder wasserdispersiblen Ester der Säure enthaltenden Monomere enthalten, wie auch Monomere, die überhaupt keine Carboxy- oder Sulfonsäuregruppen enthalten. Beispiele für solche gut bekannten Materialien sind beschrieben z. B. in LTS Patent 4,076,663 (Masuda et al.), veröffentlicht am 28. Februar 1978 und in US Patent 4,062,8 17 (Westerman), veröffentlicht am 13. Dezember 1977.
Hydrogel bildende absorbierende Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, enthalten Carboxygruppen. Diese Polymere enthalten mit Stärke- Acrylonitril gepfropfte Copolymere, teilweise neutralisierte mit Stärke-Acrylnitril gepfropfte Copolymere, mit Stärke-Acrylsäure gepfropfte Copolymere, teilweise neutralisierte, mit Stärke-Acrylsäure gepfropfte Copolymere, versteifte Vinylacetat- Acrylestercopolymere, hydrolysierte Acrylonitril- oder Acrylamidcopolymere, leicht vernetzte Polymere aus einem der vorstehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierter Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder allein oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind offenbart im US Patent 3,661,875, US Patent 4,076,663, US Patent 4,093,776, US Patent 4,666,983 und US Patent 4,734,478.
Am meisten bevorzugte Polymermaterialien zur Verwendung beim Herstellen von Hydrogel bildenden Teilchen sind leicht vernetzte Polymere aus teilweise neutralisierten Polyacrylsäuren und Stärkederivaten davon. Am meisten bevorzugt umfassen Hydrogel bildende Teilchen von etwa 50 bis etwa 95%, vorzugsweise etwa 75% neutralisierte, leicht vernetzte Polyacrylsäure (das heißt, Poly(Natriumacrylat/Acrylsäure)).
Wie oben beschrieben, sind die Hydrogel bildenden absorbierenden Polymere vorzugsweise leicht vernetzt. Eine Vernetzung dient dazu, das Polymer im wesentlichen wasserunlöslich zu machen und bestimmt zu einem Teil die Absorptionskapazität und die extrahierbaren Polymergehalt-Eigenschaften der Vorläuferteilchen und der resultierenden Makrostrukturen. Verfahren zum Vernetzen der Polymere und typische Vernetzungsmittel sind in größerem Detail beschrieben in dem hier vorerwähnten US Patent 4,076,663 und in DE-A-40 20 780 (Dahmen).
Die superabsorbierenden Materialien können in Teilchenform oder in faseriger Form verwendet werden und können auch mit anderen Elementen kombiniert sein, um vorgeformte Strukturen zu bilden.
Obwohl die in individuellen Elemente separat offenbart wurden, kann die absorbierende Struktur oder Substruktur durch Kombinieren ein oder mehrerer dieser Elemente hergestellt werden.
Ohne an eine begrenzte Wirkung zu denken, beschreibt das Folgende geeignete Kombinationen:
- teilchenförmiges superabsorbierendes Polymer (SAP) gemischt mit Zellulose oder anderen Fasern. Das Grundprinzip ist gut eingeführt und bekannt, jedoch beim Versuch, die Dünnheit der Artikel zu verringern, wurden in jüngster Zeit höhere Gewichtsverhältnisse von SAP zu Fasern verwendet. Innerhalb dieses Schutzbereichs kann die Kombination des SAP mit Bindern, wie heiß schmelzenden Haftmitteln (wie sie offenbart sind in EP-A-0 695 541) oder mit schmelzfähigem Polymermaterial (wie PE-Teilchen) ein geeignetes Werkzeug sein, um das SAP zu immobilisieren;
- SAP, das eine Substruktur durch interpartikuläre Vernetzungen bildet;
- faseriges SAP, das mit anderen Fasern gemischt wird oder eine faserige SAP-Bahn bildet;
- Schaumstrukturen mit unterschiedlichen Porengrößen etc..

Verbesserte absorbierende Artikel

Nachdem absorbierende Artikel und geeignete Materialien, Strukturen, Komponenten oder Subkomponenten in allgemeiner Hinsicht beschrieben wurden, beschreibt das Folgende die spezifischen Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei wird der Blick gerichtet auf ein Schreiben der Handhabung von Urinausscheidungen der jeweiligen Träger und die sich daraus ergebenden Urin- Handhabungserfordernisse für die absorbierenden Strukturen.
Es sei jedoch angemerkt, daß die gleichen Fluid-Handhanbungsmechanismen auf andere primär auf Wasser basierenden Ausscheidungen angewendet werden können, wie Stuhlgang mit sehr geringer Viskosität oder Menstruationsfluiden.

Regionen von absorbierenden Artikeln

Ganz allgemein sind absorbierende Hygieneartikel dazu gedacht, um das untere Ende des Körperrumpfes getragen zu werden. Es ist ein wesentliches Gestaltungsmerkmal dieser Artikel, die Regionen des Körpers abzudecken, an welchen die Ausscheidungen auftreten ("Ausscheidungsregionen"), welche sich um die jeweiligen Körperöffnungen herum erstrecken. Die jeweiligen Zonen des absorbierenden Artikels, welche die Ausscheidungsregionen abdecken, werden entsprechend als "Befrachtungszonen" bezeichnet. So sind die Artikel während der Benutzung im allgemeinen an dem Träger derart angeordnet, daß sie sich (für eine stehenden Position des Trägers) von dem Schritt zwischen den Beinen nach oben, sowohl in den vorderen als auch den hinteren Bereich, des Trägers erstrecken.
Ganz allgemein haben solche Artikel eine Längenabmessung, die ihre Breitenabmessung übersteigt, wodurch der Artikel derart getragen wird, daß die Achse der Längsabmessung mit der Höhenrichtung des Trägers ausgerichtet ist, wenn dieser steht, während die Breitenrichtung des Artikels mit einer Linie ausgerichtet ist, die sich von einer linken Seite zu einer rechten Seite des Trägers erstreckt.
Wegen der Anatomie des menschlichen Trägers begrenzt der Raum zwischen den Beinen des Trägers im wesentlichen den für den Artikel dieser Region verfügbaren Raum. Für einen guten Sitz sollte ein absorbierender Artikel so ausgelegt sein, daß dieser in der Schrittregion gut sitzt. Falls die Breite des Artikels übermäßig weit ist in Bezug auf die Schrittbreite des Trägers, kann der Artikel verformt werden, was zu einer verschlechterten Leistungsfähigkeit und zu einem verringerten Tragekomfort führen könnte.
Der Punkt, an welchem der Artikel seine kleinste Breite hat, um am besten zwischen den Beinen des Trägers zu sitzen, fällt dann mit dem Punkt am Träger zusammen, an welchem der Abstand zwischen den Beinen am schmalsten ist und wird -für den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung - als der "Schrittpunkt" bezeichnet.
Falls der Schrittpunkt eines Artikels nicht aus seiner Form offensichtlich ist, kann dieser durch Anlegen des Artikels am Träger der gedachten Benutzergruppe (z. B. einem Kleinkind) bestimmt werden, vorzugsweise in einer stehenden Position, und dann durch Anlegen eines dehnbaren Filamentes um die Beine in einer Konfiguration einer Ziffer 8. Der Punkt in dem Artikel, der dem Schnittpunkt des Filaments entspricht, wird als der Schrittpunkt des Artikels und folglich auch den absorbierenden Kerns, der innerhalb des Artikels befestigt ist, angesehen.
Obwohl sich der Schrittpunkt des Artikels häufig in der Mitte des Artikels befindet (in Längsrichtung), muß dies nicht notwendigerweise der Fall sein. Es kann sehr gut auch sein, daß der Teil des Artikels, welcher vorne getragen werden soll, kleiner als der hintere (oder rückseitige) Teil ist, - entweder in seiner Längenabmessung oder in seiner Breite oder in beidem oder in seinem Oberflächenbereich. Ebenfalls muß der Schrittpunkt auch nicht in der Mitte des absorbierenden Kern positioniert sein, insbesondere dann, wenn der absorbierende Kern nicht in Längsrichtung innerhalb des Artikels zentriert angeordnet ist.
Die Schrittregion ist der Bereich, der den Schrittpunkt umgibt, um so die jeweiligen Körperöffnungen bzw. Ausgaberegionen, abzudecken. Sofern nicht anders erwähnt, erstreckt sich diese Region über eine Länge von 50% der gesamten Kernlänge (welche wiederum als der Abstand zwischen dem vorderen und dem hinteren Taillenrand des Kerns definiert ist, welcher durch gerade Linien, rechtwinklig zur längs verlaufenden Mittellinie näherungsweise bestimmt werden kann. Falls der Schrittpunkt in der Mitte des Artikels positioniert ist, dann startet die Schrittregion (wenn von den vorderen Kernrand aus gezählt wird, bei 25% Gesamtlänge und erstreckt sich bis zu 75% der gesamten Kernlänge. Oder das vordere und das hintere Viertel der Länge des absorbierenden Kerns gehören zur Schrittregion, während, der Rest dazugehört.
Die Schrittregionlänge, die 50% der gesamten absorbierenden Kernlänge beträgt, wurde für Babywindeln hergeleitet, wo bestätigt wurde, daß dies ein geeignetes Mittel ist, um die Fluidhandhabungsphänomene zu beschreiben. Falls die vorliegende Erfindung in Artikeln mit drastisch unterschiedlichen Abmessungen angewendet wird, kann es notwendig werden, diese 50% zu verringern (wie im Falle von Artikeln für starke Inkontinenz) oder dieses Verhältnis zu erhöhen, (wie im Falle von Artikeln für eine ultra leichte oder leichte Inkontinenz). Allgemein ausgedrückt sollte diese Schrittregion des Artikels sich nicht sehr viel über die Ausgaberegion des Trägers erstrecken.
Falls der Schrittpunkt von dem Mittelpunkt des Artikels versetzt positioniert ist, überdeckt die Schrittregion dennoch 50% der gesamten Artikellänge (in Längsrichtung), jedoch nicht gleichmäßig verteilt zwischen der Vorderseite und der Hinterseite, aber proportional zu diesem Versatz eingestellt.
Als Beispiel für einen Artikel mit einer gesamten Kernlänge von 500 mm und mit einem Schrittpunkt, welcher zentriert positioniert ist, wird sich die Schrittregion von 125 mm weg von dem Vorderrand bis zu 350 mm weg von dem Vorderrand erstrecken. Oder, falls der Schrittpunkt 50 mm versetzt in Richtung des vorderen Kernrandes liegt (das heißt, 200 mm weg von dem vorderen Kernrand), erstreckt sich die Schrittregion von 100 mm bis 350 mm.
Allgemein ausgedrückt wird für einen Artikel mit einer gesamten Kernlänge Lc, einen Schrittpunkt, der sich in einem Abstand Lcp weg von dem vorderen Kernrand befindet, und für eine Schrittzonenlänge von Lcz der vordere Rand der Schrittzone in einem Abstand
Lfecz = Lcp·(1 - Lcz/Lc)
positioniert sein.
Zum Beispiel kann der absorbierende Artikel eine Babywindel sein, die von Kleinkindern (das heißt, von etwa 12 bis 18 kg Babygewicht) getragen wird, wobei die Größe des Artikels im Handel allgemein als MAXI-Größe bezeichnet wird. Dann hat der Artikel in der Lage zu sein, sowohl Stuhlgangmaterialien als auch Urin aufzunehmen und zurück zu halten, während für den Kontext der vorliegenden Erfindung die Schrittregion in der Lage zu sein hat, primär Urinbeladungen aufzunehmen.
Die gesamte Fläche und Größe der Schrittregion ist - natürlich - auch abhängig von der jeweiligen Breite des absorbierenden Kerns, das heißt, falls der Kern schmaler in der Schrittregion ist als außerhalb der Schrittregion, hat die Schrittregion einen schmaleren Bereich (Oberfläche) als der verbleibende Bereich des absorbierenden Kerns.
Obwohl berücksichtigt werden kann, daß die Grenzen zwischen der Schrittregion und dem Rest des Artikels auch kurvenlinear sein können, sind sie innerhalb der vorliegenden Beschreibung näherungsweise gerade Linien, rechtwinklig zur Längsachse des Artikels.
Die "Schrittregion" wird ferner durch die Breite des Kerns in dieser jeweiligen Region begrenzt, und die "Schrittregionfläche" wird durch die Oberfläche begrenzt, die durch die Schrittregionlänge und die jeweilige Breite definiert ist.
Als ein komplementäres Element zur Schrittregion umfaßt der absorbierende Kern auch wenigstens eine, aber meistens zwei Taillenregionen, die sich zur Vorderseite und/oder zur Rückseite des absorbierenden Kerns außerhalb der Schrittregion hin erstrecken.

Designkapazität und ultimative Speicherkapazität

Um in der Lage zu sein, absorbierende Artikel für variierende Endnutzungsbedingungen oder unterschiedlich bemessene Artikel zu vergleichen, hat sich die "Designkapazität" als ein geeignetes Maß herausgestellt.
Zum Beispiel repräsentieren Babys eine typische Nutzergruppe, aber selbst innerhalb dieser Gruppe variiert die Menge einer Urinbeladung, die Häufigkeit einer Beladung, die Zusammensetzung des Urin weit von kleineren Babys (neugeborenen Babys) bis hin zu Kleinkindern einerseits, aber auch z. B. unter verschiedenen individuellen Kleinkindern.
Eine weitere Nutzergruppe können größere Kinder sein, die noch an einer bestimmten Form von Inkontinenz leiden.
Auch inkontinente Erwachsene können solche Artikel verwenden, wiederum in einem breiten Bereich von Beladungsbedingungen, die ganz allgemein als leichte Inkontinenz bis hin zu starker Inkontinenz bezeichnet werden.
Obwohl der Fachmann ohne weiteres in der Lage ist, die Lehren auf weitere Größe für eine weitere Diskussion zu überführen, wird sich auf die Babys in Kleinkindergröße konzentriert. Für solche Nutzer haben sich Urinbeladungen von bis zu 75 ml pro Entleerung mit einem Mittel von vier Entleerungen pro Tragedauer, was zu einer Gesamtbeladung von 300 ml und einer Entleerungsgeschwindigkeit von 15 ml/sec führt, als zufriedenstellen repräsentativ herausgestellt.
Von nun an sollten solche Artikel, die in der Lage sind, solche Anforderungen zu erfüllen, die Fähigkeit haben, solche Mengen von Urin aufzunehmen, was für die weitere Diskussion als "Designkapazität" bezeichnet wird.
Diese Mengen von Fluiden müssen durch Materialien absorbiert werden, welche die Körperfluide oder wenigstens die wäßrigen Teile von diesen derart ultimativ speichern können, daß - falls überhaupt - nur sehr wenig Fluid auf der Oberfläche des Artikels in Richtung der Haut des Trägers verbleibt. Der Ausdruck "ultimativ" bezieht sich in einer Hinsicht auf die Situation in dem absorbierenden Artikel bei langen Tragezeiten, in anderer Hinsicht auf absorbierende Materialien, welche ihre "ultimative" Kapazität erreichen, wenn sie mit ihrer Umgebung ins Gleichgewicht gebracht sind. Dies kann in einem solchen absorbierenden Artikel unter realen Benutzungsbedingungen nach langen Tragezeiten sein, oder dies kann auch in einem Testverfahren für bloße Materialien oder Materialzusammensetzungen sein. Da viele der berücksichtigten Verfahren ein asymptotisches kinetisches Verhalten haben, wird der Fachmann ohne weiteres annehmen, daß "ultimative" Kapazitäten erreicht sind, wenn die tatsächliche Kapazität einen Wert erreicht hat, der ausreichend nahe an dem asymptotischen Endpunkt liegt, z. B. relativ zur Gerätemeßgenauigkeit.
Da ein absorbierender Artikel Materialien umfassen kann, welche primär dazu ausgebildet sind, ultimativ Fluide zu speichern, und andere Materialien, welche primär dazu ausgebildet sind, andere Funktionen zu erfüllen, wie die Annahme und/oder Verteilung des Fluids, aber dennoch eine gewisse ultimative Speicherfähigkeit haben können, werden geeignete Kernmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung ohne den Versuch beschrieben, künstlich solche Funktionen zu trennen. Dennoch kann die ultimative Speicherkapazität für den gesamten absorbierenden Kern, für Regionen desselben, für absorbierende Strukturen oder selbst für Substrukturen, aber auch für Materialien, die in einer der vorstehenden verwendet werden, bestimmt werden.
Wie oben in Bezug auf ein Variieren der Abmessung des Artikels beschrieben wurde, wird der Fachmann des Standes der Technik in der Lage sein, die geeigneten Designkapazitäten für andere gedachte Nutzergruppen anzupassen.

Profilierung

Ein wichtiges Element der vorliegenden Erfindung ist eine spezifische Anordnung der gesamten Absorptionskapazität über die verschiedenen Regionen der absorbierenden Artikels derart, daß der Sitz des absorbierenden Artikels an dem Körper des Trägers noch bequem ist, selbst dann, wenn der Artikel nahe an oder bis an seine Designkapazität beladen ist.
Die spezifische Anordnung ist im wesentlichen darauf gezielt, nur eine sehr kleine ultimative Speicherkapazität in der Schrittregion zu schaffen.
Die Kapazität einer spezifischen Region kann bestimmt werden durch:
- die Basisgewichte des betreffenden absorbierenden Materials [ausgedrückt in Gramm Material pro Einheitsfläche];
- die Absorptionskapazitäten der Materialien [ausgedrückt in ml Kapazität pro Gramm Material],
- die Fläche der Region, für die vorliegende Diskussion durch die Längsabmessung der Region und die jeweilige (nicht konstante) Breite entlang dieser Abmessung definiert ist.
Die ersten beiden Faktoren können zur Basiskapazität kombiniert werden [ausgedrückt in ml pro Einheitsfläche].
Falls einer dieser Parameter nicht konstant ist (nämlich die Breite oder Basisgewichte oder die Zusammensetzung), wird ein Fachmann ohne weiteres in der Lage sein, die jeweils wichtigen Faktoren oder Mittelwerte zu berechnen, wie durch Summieren (oder Integrieren) der variierenden Parameter und Teilen durch den jeweiligen Parameter, der aufsummiert wurde.
Somit ist ein Weg, das Erfordernis der kleinen ultimativen Speicherkapazität in der Schrittregion auszudrücken, zu definieren, daß die Schrittregion eine geringere Basiskapazität als der verbleibende Teil der absorbierenden Struktur hat.
Dann sollte die Basiskapazität der Schrittregion nicht mehr als das 0,9-fache der mittleren Basiskapazität der verbleibenden Teile des absorbierenden Kerns, vorzugsweise weniger als das 0,7-fache, haben. Das am meisten bevorzugte Design hat jedoch eine noch weiter reduzierte Basiskapazität in der Schrittregion, sogar weniger als das 0,3-fache der Kapazität der verbleibenden Teile des absorbierenden Kerns. Die Schrittregion kann eine gleichförmige Basiskapazität haben oder Subregionen mit variierenden Basiskapazitäten umfassen. In einem spezifisch bevorzugten Design, haben Teile der Schrittregion im wesentlichen keine ultimative Speicher-Basiskapazität, und solche Teile können über 50% der Schrittregionfläche oder mehr abdecken.
Ein weiterer Weg, dieses Erfordernis des Vorliegens einer geringen Absorptionskapazität in der Schrittregion zu beschreiben, ist, indem auf die längs verlaufenden Schnittregionen des absorbierenden Kerns geblickt wird, wie durch Sektionieren des absorbierenden Kerns in ein vorderes, mittleres oder hinteres Drittel oder eine Schrittregion mit 50% der gesamten Kernlänge und durch Vergleichen dieser mit den verbleibenden Kernsektionen. Die sektionale ultimative Fluidspeicherkapazität der Schrittregion sollte dann weniger als 49% der ultimativen Speicherkapazität des gesamten absorbierenden Kerns haben. Noch bevorzugter für einen noch weiter verbesserten Sitz im beladenen Zustand wird eine noch geringere Absorptionskapazität in der Schrittregion bevorzugt, nämlich weniger als 41% der gesamten Absorptionskapazität oder noch bevorzugter sind weniger als 23%.
Das Verteilungsprofil der ultimativen Speicherkapazität kann durch Berechnen derselben aus Materialien in den jeweiligen Sektionen bestimmt werden oder auch z. B. durch Schneiden eines Artikels in Sektionen mit einer bekannten Längenabmessung und durch Bestimmen der Absorptionskapazität pro Sektion gemessen werden.
Falls, wie häufig in modernen absorbierenden Artikeln, superabsorbierende Materialien als ein ultimatives Speichermaterial verwendet werden, geht ein Weg, das Erfordernis der geringen Absorptionskapazität in der Schrittregion zu definieren über ein Beschränken der Superabsorptionskapazität in Analogie zu der gerade diskutierten gesamten Absorptionskapazität, das heißt, daß weniger als 49% der Superabsorptionskapazität, vorzugsweise weniger als 41% und ganz bevorzugt weniger als 23% in der Schrittregion vorhanden ist.
Auf diese Weise kann die "Umkehrprofilierung" der ultimativen Absorptionskapazität durch zwei unterschiedliche, nicht ausschließliche Wege erreicht werden:
Der erste beginnt bei einer konstanten "Basiskapazität" in dem ganzen absorbierenden Artikel, und das Profilieren wird erreicht, indem der Artikel derart geformt wird, daß die Schrittregion eine kleinere Fläche als die verbleibenden Regionen hat. Folglich sind die in Längsrichtung "sektionalen Kapazitäten" höher für die Sektionen außerhalb der Schrittregion.
Der zweite beginnt mit der verringerten "Basiskapazität" in der "Schrittregion", was, - selbst für einen rechtwinklig geformten Kern - eine geringe Kapazität in der Schrittregion liefern würde.
Natürlich können Kombinationen der zwei Optionen das Profil weiter verschärfen.
Zusätzlich zu der Verschiebung der Absorptionskapazität weg von der Schrittregion, kann es wünschenswert sein, die Fluidspeicherkapazität nicht gleichmäßig zwischen dem vorderen und hinteren Teil zu verteilen. Statt dessen kann bevorzugt werden, die Kapazitätsverteilung an die spezifischen Anforderungen an die Anatomie des Trägers und die am häufigsten auftretende Benutzungssituation anzupassen. Zum Beispiel ist es für Babywindeln, die dazu gedacht sind, von aktiven Kleinkindern getragen zu werden, wünschenswert, eine geringere Kapazität in der vorderen Region als in der hinteren Region zu haben. Auch für Erwachsene inkontinente Personen, welche manchmal bettlägerig sein können, kann eine rückwärtige asymmetrische Verteilung der ultimativen Speicherkapazität günstig sein (wie beschrieben in EP-A-0 692 232).
In einer bevorzugen Ausführungsform der Erfindung für Babywindeln ist weniger als die Hälfte der ultimativen Speicherkapazität, vorzugsweise weniger als ein Drittel der ultimativen Speicherkapazität, die außerhalb der Schrittregion positioniert ist, nach vorne positioniert, das heißt, in der vorderen Taillenregion, und mehr als die Hälfte der ultimativen Speicherkapazität, vorzugsweise wenigstens zwei Drittel, sind in dem hinteren Teil des Artikels positioniert.
Es gibt jedoch ein weiteres Erfordernis, daß mit den obigen Designs verbunden ist, nämlich das Fluidhandhabungserfordernis, um eine gute Annahme- und Rücknässungsleistungsfähigkeit bereit zu stellen, wie unten ausgeführt wird. Wie oben beschrieben wurde, liegt die Beladungszone des absorbierenden Artikels im wesentlichen in der Schrittzone. Die Flüssigkeits-Speicherungskapazität ist jedoch vorzugsweise außerhalb der Schrittregion angeordnet. Folglich muß die abgegebene Flüssigkeit von der Beladezone in die Speicherzone transportiert werden.
Im einen solchen Fluidtransport zu erreichen, ist ein kapillarer Transport ein häufig verwendeter Mechanismus. Ein solcher Mechanismus hängt weitestgehend von den ausgebildeten Kapillaren ab. Ein solcher Transport muß jedoch nicht nur in der Lage sein, gewisse Höhen zu überwinden, sondern muß auch eine ausreichend hohe Fluidtransportgeschwindigkeit haben. Somit müssen geeignete Materialien nicht nur in der Lage sein, schnell erforderliche vertikale Höhen, wie im vertikalen Ansaugtest, zu erreichen, sondern müssen auch eine ausreichende Menge Fluid auf solche Höhen transportieren. So ist der Flux an einer Ansaughöhe von 8,3 cm vorzugsweise höher als 0,32 ml/sec/cm², oder vorzugsweise mehr als 0,05 ml/sec/cm² (ganz bevorzugt mehr als 0,075 ml/sec/cm², noch bevorzugter mehr als 0,16 ml/sec/cm²) an einer Höhe von 12,4 cm. Es hat sich zudem herausgestellt, daß bestimmte nützliche Materialien ein Fluid zu einer Ansaughöhe von 8,3 cm in weniger als 13 Sekunden bzw. auf Ansaughöhen von 12,4 cm in weniger als 45 Sekunden transportieren.
Diese Anforderungen sowie geeignete Materialien, um solche Anforderungen zu erfüllen, sind z. B. offenbart in EP-A-0 809 991, die ferner auch die Anforderungen an die Rücknässung- oder Hauttrockenheit- und Annahmeleistungsfähigkeit offenbart. Darin wurde jedoch keine Angabe im Hinblick auf die Aspekte eines Besitzes eines beladenen Artikels gemacht, da die Leistungsanforderungen unter Verwendung herkömmlicher Kapazitäts-Verteilungsprofile erreicht wurde.
Um das ultimative Ziel einer guten Hauttrockenheit des Trägers zusammen mit einer guten Leckageverhinderung durch eine gute Fluidannahme- und Speicherfunktionalität des Artikels läßt bei wiederholten Schwallen zu erreichen, muß die oberste Materialschicht, welche zur Haut des Trägers hin gerichtet ist, sehr effektiv drainiert werden und sollte nur ein Minimum lose gebundener Flüssigkeit in dieser Schicht verbleiben.
Der absorbierende Kern muß in der Lage sein, Ausscheidungen, die anfänglich auf der Oberschicht des absorbierenden Artikels abgelagert werden, anzunehmen, zu verteilen und zu speichern. Vorzugsweise ist die Gestaltung des absorbierenden Kerns derart, daß der Kern die Ausscheidungen annimmt, im wesentlichen unmittelbar nachdem diese auf der Oberschicht des absorbierenden Artikels abgelagert wurden, mit der Absicht, daß die Ausscheidungen sich nicht auf der Oberfläche der Oberschicht ansammeln und von dieser abfließen, da dies zu einer ineffizienten Fluidaufnahme durch den absorbierenden Artikel führen würde, was zu einer Benässung von Außenwäsche und zu einer Unbequemlichkeit für den Träger führen würde.
Vorzugsweise haben die Artikel eine Annahmegeschwindigkeit von mehr als 3,5 ml/sec in dem hier beschriebenen Annahmetest, vorzugsweise von mehr als 4,0 ml/sec, ganz bevorzugt von mehr als 4,2 ml/sec für den ersten Schwall oder 0,5 ml/sec, vorzugsweise mehr als 0,6 ml/sec, ganz bevorzugt mehr als 0,7 ml/sec in dem vierten Schwall.
Nach dem Eintrag besteht eine wesentlichen Funktionalität des absorbierenden Artikels darin, die abgegebenen Fluide fest zu zurück zu halten, um eine Überhydration der Haut und des Trägers zu vermeiden. Falls der absorbierende Artikel in dieser Hinsicht nicht gut funktioniert, kann eine von dem absorbierenden Kern zurück auf die Haut kommende Flüssigkeit - auch oft als "Rücknässung" bezeichnet - negative Einflüsse auf den Zustand der Haut haben, was z. B. durch Hautirritationen beobachtet werden kann.
Es hat sich herausgestellt, daß, wenn diese dem Postquisition- Collagenrücknässungstest ausgesetzt wird, wie hier beschrieben, Ergebnisse von weniger als 180 mg eine akzeptable Leistung liefern, daß aber gut arbeitende Produkte eine Leistung von weniger als 80 mg, vorzugsweise weniger als 70 mg oder sogar noch bevorzugter weniger als 50 mg liefern.

Testverfahren

Allgemeines

Alle Teste werden ausgeführt bei etwa 22 +/- 2ºC und bei 35 +/- 15% Prozent relativer Luftfeuchtigkeit. Das in den Testverfahren verwendete synthetische Urin ist allgemein bekannt als Jayco SynUrine und ist erhältlich von Jayco Pharmaceuticals Company aus Camp Hill, Pennsylvania. Die Formel für das synthetische Urin ist:
2,0 g/l von KCl; 2,0 g/l von Na&sub2;SO&sub4;; 0,85 g/l von (NH&sub4;)H&sub2;PO&sub4;; 0,15 g/l (NH&sub4;)&sub2;HPO&sub4;, 019 g/l con CaCl&sub2;; ad 0,23 g/l von MgCl&sub2;. Alle diese chemischen Stoffe sind reaktionsrein. Der pH-Wert des synthetischen Urins liegt im Bereich von 6,0 bis 6,4.

Vertikaler Ansaugtest

Der vertikale Ansaugtest zielt auf die Bewertung der Zeit, die für eine Fluidfront erforderlich ist, um eine bestimmte Höhe in einer vertikalen Anordnung zu erreichen, das heißt, gegen die Schwerkraft, sowie die Menge des Fluids, die durch das Material während dieser Zeit aufgenommen wird.
Das Prinzip dieses Tests ist, eine Probe auf einen Probenhalter anzuordnen, der mit Elektroden in Form von Stiften ausgestattet ist, die beide dahin gehend funktionieren, die Probe in einer vertikalen Position zu fixieren und die Generierung eines elektrischen Zeitgebersignals zu erlauben. Das Reservoir des Fluids ist auf einer Waage positioniert, derart, daß die Zeitabhängigkeit der Fluidaufnahme in die Probe, die sich aus der vertikalen Ansaugung ergibt, überwacht werden kann. Obwohl dies für den Test nicht wesentlich ist, wird der Test basierend auf eine im Handel erhältliche Anlage, dem EKOTESTER der Ekotec Industrietechnik GmbH, Ratingen, Deutschland, ausgeführt, welche auch eine elektronische Verarbeitung der Daten erlaubt.
Der Testaufbau ist in Fig. 3a und 3b schematisch dargestellt.
Die Anlage ist im wesentlichen aus Perspex hergestellt und umfaßt ein Fluidreservoir (310), um 929 Gramm des Testfluids auf einer Flüssigkeits-Niveauhöhe (311) von 17 mm zu halten und einen Probenhalter (320). Dieses Reservoir wird auf einer Waage (315) mit 0,1 g Genauigkeit angeordnet, wie sie hergestellt wird durch Mettler GmbH, Typ PM3000. Optional, und durch die Verbindung (316) angegeben, kann diese Waage mit einer elektronischen Datensammeleinrichtung (342) verbunden sein.
Der Probenhalter (320) ist im wesentlichen eine Perspexplatte mit einer Breite (330) von 10 cm, einer Länge (331) von 15 cm und einer Dicke von etwa 5 mm (nicht gezeigt). Ein Fixiermittel (325) erstreckt sich über diese Abmessungen in der Richtung (332) hinaus, welche die nach oben gerichtete Richtung während des Testes wird, um eine reproduzierbare Positionierung in exakt vertikaler Richtung (das heißt, Richtung der Schwerkraft) bei einer reproduzierbaren Eintauchtiefe (333) des Bodenrandes (321) des Probenhalters von 12 mm in den Testfluidpegel im Reservoir (310) während des Testes sicher zu stellen. Der Probenhalter (320) ist ferner ausgestattet mit 9 Kathoden-Elektrodenstiften (326), die in drei Reihen in Abständen (334, 335, 336) von 56 mm, 95 mm bzw. 136 mm von dem Bodenrand (321) des Probenhalters angeordnet sind. Es gibt drei Elektroden in jeder dieser Reihen, die in gleichen Abständen (337) von 28 mm voneinander entfernt angeordnet sind, und diejenigen die am Längsrand (322) angeordnet sind, sind in Abständen (338) von 22 mm weg von diesen Rändern angeordnet. Die Elektrodenstifte haben eine Länge von etwa 10 mm, einen Durchmesser von etwa 1 mm und sind an ihrem Ende leicht zugespitzt, um diese leichter an einer Probe anzubringen. Die Elektrodenstifte sind aus Metall hergestellt. Ein weiterer Anoden-Elektrodenstift (327) ist 5 mm nahe an dem mittleren Kathoden-Elektrodenstift der Bodenreihe positioniert. Die Anode (327) und die 9 Kathoden (326) sind mit (schematisch in Fig. 3a mit (328) für zwei Kathodenstifte und den Anodenstift angegeben) mit einer Zeitsteuereinrichtung (341) verbunden, um den Augenblick überwachen zu können, wenn die elektronische Schaltung zwischen der Anode und den einzelnen Kathoden geschlossen wird, wie durch ein Elektrolyt-Testfluid in einer benäßten Testprobe, welche zwischen diesen Elektroden positioniert ist.
Im Gegensatz zu den oben angegebenen allgemeinen Vorgehensweisen, wird diese Anlage positioniert und der Test ausgeführt unter einer temperaturgesteuerten Haube, die auf 37ºC eingestellt ist und nicht um mehr als 3ºC abweicht. Das Testfluid wird auch bei 37ºC in einem temperaturgeregelten Wasserbad über eine so ausreichende Zeit präpariert, daß sich eine konstante Temperatur des Fluids einstellen kann.
Das Testfluid wird in das Reservoir (310) gefüllt, so daß sich die Fluidoberfläche (312) auf dem Pegel der erforderten Höhe (311) befindet, das heißt, durch Hinzugabe einer vorbestimmten Menge des Fluids, wie 927,3 Gramm plus/minus 1 Gramm.
Die Testprobe wird unter Laborbedingungen kalibriert (siehe oben) und unmittelbar vor dem Test in die 37ºC Umgebung gestellt. Ebenfalls vor dem Test wird die Dicke der Probe wie oben angegeben gemessen.
Die Testprobe wird auf die Größe von 10 cm mal 15 cm durch ein herkömmliches Mittel geschnitten, welches soweit wie möglich mögliche Komprimierungseffekte an den Schneidkanten vermeidet, wie mit einem Probenschneider, z. B. von mc Corporation, oder scharfe Schneider, ähnlich einem Skalpell oder - weniger bevorzugt, einem scharfen Paar Rasierklingen.
Die Testproben werden sorgfältig auf dem Probehalter derart angeordnet, daß die Ränder mit den Boden- und Seitenrändern (321 und 322) des Probenhalters übereinstimmen, das heißt, derart, daß sich diese nicht über die Probenhalterplatte hinaus erstrecken. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die Probe in einer im wesentlichen flachen aber ungespannten Anordnung zu befinden, das heißt, sie sollte weder Wellen bilden noch unter einer mechanischen Spannung stehen. Es muß Sorge getragen werden, daß die Probe nur einen direkten Kontakt mit den Elektrodenstiften hat und nicht die Perspexplatte des Halters berührt.
Der Probenhalter (320) wird dann in einer vertikalen Position in das Testfluidreservoir (310) angeordnet, derart, daß der Probenhalter (320) sowie die Testprobe exakt um die Tiefe (333) von 12 mm in das Fluid eingetaucht werden. Folglich werden die Elektroden nun einen Abstand (343, 338 und 339) von 44 mm, 83 mm bzw. 124 mm zu dem Fluidpegel (312) haben. Damit die Eintauchung des Probenhalters nicht die Ablesung der Waage (315) verändert, wird diese mit einem Betrag austariert, der durch Eintauchen des Probenhalters ohne eine Probe, z. B. mit 6 Gramm, vorbestimmt wird.
Es wird bestätigt, daß das Positionieren des Probenhalters (320) und der Testprobe in einer nicht gekippten Anordnung einerseits sehr genau sein muß, aber schnell, da das Material bei einem ersten Kontakt mit dem Fluid mit dem Ansaugen und Hochziehen beginnen wird. Ein Rahmen (350), in welchen der Probenhalter ohne weiters mit dem Fixiermittel (325) eingesetzt werden kann, ist auch Teil des EKOTESTER, es könnten aber auch andere Mittel zum Erreichen einer schnellen und nicht gekippten Fixierung verwendet werden.
Die Anzeige der Waage wird als eine Funktion der Zeit unmittelbar nach dem Positionieren der Probe überwacht. Es hat sich vorteilhaft herausgestellt, die Waage mit einer computerisierten Anlage (340) zu verbinden, wie sie Teil des EKOTESTER ist.
Sobald das Fluid die erste Reihe erreicht, und die elektrische Schaltung zwischen der Anode (327) und den Kathoden (326) schließt, können diese Zeitpunkte durch irgendein Zeitgebermittel aufgezeichnet werden, wobei die Zeitgebereinheit (341) des EKOTESTER ein angenehmes Beispiel ist. Obwohl eine weitere Datenverarbeitung mit jedem der drei Zeitwerte einer Reihe durchgeführt werden könnte, beziehen sich die weiteren Daten auf den Mittelwert aller drei Elektroden pro Reihe, welche im allgemeinen nicht um mehr als +/- 5% vom Mittelwert gestreut haben.
So sind die erzeugten Daten:
- die zeitabhängige Menge an Fluid, welche durch die Probe nach dem Eintauchen aufgenommen wurde, und
- die für das Fluid erforderliche Zeit, bestimmte Höhen zu erreichen.
Davon ausgehend können für jede der drei Höhen zwei wichtige Werte abgelesen und wiedergegeben werden:
Erstens die Zeit in Sekunden, bis die Fluidfront die jeweiligen Höhen erreicht.
Zweitens den "kumulativen Flux" für jede der Höhen, durch Teilen
- der Menge des durch die Probe zu dem Zeitpunkt, wenn diese Höhe erreicht wird, aufgenommenen Fluids
- durch diese Zeit
- und durch die Querschnittsfläche, wie sie durch die Dickenmessung und die 10 cm Probenbreite definiert ist.

Annahmetest

Mit Bezug auf Fig. 4 wird eine absorbierende Struktur (410) mit einem 75 ml Schwall aus synthetischem Urin mit einer Geschwindigkeit von 15 ml/s unter Verwendung einer Pumpe (Modell 7520-00, geliefert von Cole Parmer Instruments, Chicago, USA) von einer Höhe von 5 cm oberhalb der Probenoberfläche beladen. Die Zeit, um das Urin zu absorbieren, wird durch ein Zeitgeber aufgezeichnet. Der Schwall wird in genau 5 Minuten Schwallintervallen wiederholt, bis der Artikel ausreichend beladen ist. Laufende Testdaten werden durch vierfaches Beladen erzeugt.
Die Testprobe, welche ein vollständige absorbierender Artikel oder eine absorbierende Struktur mit einem absorbierenden Kern, einer Oberschicht und einer Unterschicht sein kann, ist so angeordnet, daß sie auf einer Schaumplattform 411 innerhalb eines Perspexkastens (von dem nur die Basis 412 dargestellt ist) liegt. Eine Perspexplatte 413 mit einer Öffnung mit einem Durchmesser von 5 cm in ihrer Mitte ist auf der Oberseite der Probe auf der Beladungszone der Struktur angeordnet. Das synthetische Urin wird über einen Zylinder 414 auf die Probe geführt, der in die Öffnung eingepaßt ist und mit dieser verklebt ist. Elektroden 415 sind an der unteren Oberfläche der Platte angeordnet, in Kontakt mit der Oberfläche der absorbierenden Struktur 410. Die Elektroden sind mit Zeitgeber verbunden. Lasten 416 werden auf der Oberseite der Platte angeordnet, um z. B. das Gewicht eines Babys zu simulieren. Ein Druck von etwa 50 g cm² (0,7 psi) wird durch Positionieren von Gewichten (416) erreicht, z. B. für die allgemein erhältliche MAXI-Größe 20 kg.
Wenn das Testfluid in den Zylinder eingeführt wird, baut sich dieses typischerweise auf der Oberseite der absorbierenden Struktur auf und schließt dadurch einen elektrischen Schaltkreis zwischen den Elektroden. Das Testfluid wird von der Pumpe zur Testanordnung mit Hilfe einer Verrohrung von etwa 8 mm Durchmesser geführt, welche mit Testfluid gefüllt gehalten wird. So beginnt das Fluid damit, die Verrohrung im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt zu verlassen, an dem die Pumpe ihren Betrieb aufnimmt, zu diesem Zeitpunkt startet auch der Zeitgeber und wird die Zeit gestoppt, zu der die absorbierende Struktur den Schwall von Urin absorbiert hat und der elektrische Kontakt zwischen den Elektroden unterbrochen ist. Die Annahmegeschwindigkeit wird als das absorbierte Schwallvolumen (ml) pro Einheitszeit(en) definiert. Die Annahmegeschwindigkeit wird für jeden in die Probe eingeführten Schwall berechnet. Von besonderem Interesse im Hinblick auf die vorliegende Erfindung sind der erste und der letzte der vier Schwalle.
Dieser Test ist primär dazu ausgelegt, Produkte zu bewerten, die im allgemeinen als Produkte von MAXI-Größe für eine Designkapazität von etwa 300 ml bezeichnet werden und eine jeweilige ultimative Speicherkapazität von etwa 300 ml bis 400 ml haben. Falls Produkte mit signifikant unterschiedlichen Kapazitäten bewertet werden sollten (wie dies für Erwachsenen-Inkontinenzprodukte in Betracht kommen kann, sollten die Einstellungen insbesondere für das Fluidvolumen pro Schwall auf etwa 20% der gesamten Artikel-Designkapazität eingestellt werden, und die Abweichung von dem Standardtestprotokoll sollte aufgezeichnet werden.

Postaquisition-Collagenrücknässungsverfahren (Bezug zu Fig. 5)

Bevor der Test ausgeführt wird, wird der Collagenfilm, wie er betrieben wird von NATURIN GmbH, Weinhein, Deutschland, unter der Bezeichnung COFFI und mit einem Basisgewicht von etwa 28 g/m², präpariert, indem dieser in Flächengebilde von 90 mm Durchmesser geschnitten wird, z. B. unter Verwendung einer Proben- Schneideeinrichtung, und durch Kalibrieren des Films in der kontrollierten Umgebung des Testraumes (siehe oben) über wenigstens 12 Stunden (Pinzetten sind für jede Handhabung des Collagenfilms zu verwenden).
Wenigstens 5 Minuten, aber nicht mehr als 6 Minuten, nachdem der letzte Schwall des obigen Annahmetests absorbiert worden ist, werden die Abdeckplatte und die Gewichte entfernt und wird die Testprobe (520) sorgfältig flach auf einen Labortisch gelegt.
4 Flächengebilde des vorgeschnittenen und kalibrierten Collagenmaterials (510) werden auf wenigstens 1 Milligramm Genauigkeit gewogen und dann zentriert auf der Beladungsstelle des Artikels positioniert und der Perspexplatte (530) mit einem Durchmesser von 90 mm und einer Dicke von etwa 20 mm abgedeckt. Ein Gewicht (540) von 15 kg wird sorgfältig hinzu gegeben (auch zentriert). Nach 30 +/- 2 Sekunden werden das Gewicht und Perspexplatte wieder sorgfältig entfernt und die Collagenfilme rückgewogen.
Das Ergebnis des Postaquisition-Collagenrücknässungsverfahrens ist die von dem Collagenfilm aufgenommene Feuchtigkeit, ausgedrückt in mg.
Es sei ferner angemerkt, daß dieses Testprotokoll ohne weiteres auf spezifische Produkttypen eingestellt werden kann, wie unterschiedliche Babywindelgrößen oder Erwachsenen-Inkontinenzartikel oder Katamneseartikel oder durch die Variation im Typ und die Menge des Beladungsfluids, der Betrag und die Größe des absorbierenden Materials oder durch Variationen in dem anwendbaren Druck. Nachdem diese relevanten Parameter einmal definiert worden sind, werden solche Modifikationen für den Fachmann offensichtlich. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse des eingestellten Testprotokolls können die Produkte ohne weiteres diese identifizierten relevanten Parameter optimieren, wie in einem entsprechend ausgelegten Experiment gemäß den Standard-Statistikverfahren mit in der Benutzung realen Grenzbedingungen.

Fluidverteilungstest

Der Fluidverteilungstest zielt darauf ab, die Menge einer durch einen bestimmten Teil des absorbierenden Artikels oder der Kernstruktur aufgenommenen Flüssigkeit zu bestimmen.
Dieser Test kann auf Artikel angewendet werden, die unter kontrollierten Laborbedingungen beladen wurden, wie beispielsweise, wenn andere Eignungsteste für die Fluidhandhabungsfähigkeit ausgeführt werden, z. B. der oben beschriebene Annahmetest.
Dieser Test kann auch auf verwendete Artikel angewendet werden, wie, wenn Babys die Windeln tragen, diese unter realen Nutzungsbedingungen beladen, wonach die Artikel unter geeigneten Hygienebedinungen bewertet werden. Die Wartezeit zwischen der Beladung und der Bewertung sollte nicht zu lang sein, obwohl es sich herausgestellt hat, daß - wenigstens für die in den Designs, die in den unten beschriebenen Beispielen getestet wurden - die Wartezeit nur einen sehr geringen Einfluß auf die Fluidverteilungsergebnisse hat.
Um die Fluidverteilung in einer absorbierenden Struktur oder einem Artikel zu bestimmen, wird der beladene Artikel gewogen und dann flach ausgelegt (optional nachdem die Beingummis durchgeschnitten wurden, um so das flache Auslegen zu vereinfachen) und entlang seiner Längsachse in Vierteln markiert. Dann wird der Artikel entlang von Linien, rechtwinklig zu der längs verlaufenden Linie geschnitten, wobei Sorge dafür getragen werden muß, keine Flüssigkeit auszudrücken. Dies kann am besten unter Verwendung eines JCD-Papierschneiders oder eines Skalpells erreicht werden.
Jedes Segment wird gewogen und das Ergebnis wird zu dem Gesamtgewicht in Bezug gesetzt.
Für Artikel mit einer starken Profilierung (das heißt, unterschiedliche Materialgewichte in verschiedenen Sektionen), können das Gesamtgewicht sowie die sektionalen Gewichte durch das Trockengewicht des Artikels eingestellt werden. Um dies zu bewerkstelligen, können die sektionalen Gewichte für "Schwesterwindeln" (das heißt, für Windeln, die in der gleichen Weise hergestellt sind und - falls dieses auf einer großmaßigen Produktionslinie erfolgt ist - zu etwa dem gleichen Zeitpunkt wie die getestete Windel) bestimmt werden. Falls dann der gesamte Artikel unterschiedliche Gewichte haben sollte, können die sektionalen Gewichte weiter gemäß diesem Verhältnis eingestellt werden, in der Annahme, daß die Abweichungen über die Sektionen proportional verteilt sind.
Das Ergebnis des Fluidverteilungstest wird in Prozentanteilen der gesamten Fluidmenge, die in bestimmten Sektionen, wie der Schrittregion, vorhanden ist, ausgedrückt.

Dichte/Dicke/Baisgewicht-Messung

Eine Probe eines begrenzten Gebiets, wie beispielsweise durch Ausschneiden mit einem Probeschneider, wird auf wenigstens 0,1% Genauigkeit gewogen. Die Dicke wird unter einem beaufschlagten Druck von 550 Pa (0,08 psi) für ein Testgebiet von SO mm Durchmesser gemessen. Das Basisgewicht als Gewicht pro Einheitsfläche, ausgedrückt in g/m², die Dicke, ausgedrückt in mm bei 550 Pa Druck und die Dichte, ausgedrückt in g/cm³, können ohne weiteres berechnet werden.

Teebeutel-Zentrifugenkapazitätstest (TCC-Test)

Obwohl der TCC-Test speziell für superabsorbierende Materialien entwickelt wurde, kann dieser auch auf andere absorbierende Materialien angewendet werden.
Der Teebeutel-Zentrifugenkapzitätstest mißt die Teebeutel- Zentrifugenkapazitätswerte, welche ein Maß für Rückhaltung von Fluiden in den absorbierenden Materialien sein.
Das absorbierende Material wird innerhalb eines "Teebeutels" angeordnet, in eine 0,9 Gew.-% Natriumchloridlösung für 20 Minuten eingetaucht und dann für 3 Minuten zentrifugiert. Das Verhältnis des zurück gehaltenen Flüssigkeitsgewichts zu dem Anfangsgewicht des Trockenmaterials ist die Absorptionskapazität des absorbierenden Materials.
Zwei Liter von 0,9 Gew.-% Natriumchlorid in destilliertem Wasser wird in eine Schale mit Abmessungen von 24 cm · 30 cm · 5 cm gegossen. Die Flüssigkeitsfüllhöhe sollte etwa 3 cm betragen.
Der Teebeutel hat Abmessungen von 6,5 cm · 6,5 cm und ist erhältlich von Teekanne in Düsseldorf, Deutschland. Der Beutel ist wärmeversiegelt mit einer Standardküchen-Kunstofftaschenschweißeinrichtung (z. B. VACUPACK2 PLUS von Krups, Deutschland).
Der Teebeutel wird durch ein sorgfältiges teilweises Aufschneiden desselben geöffnet und dann gewogen. Etwa 2,200 g der Probe des absorbierenden Materials, auf +/- 0,005 g genau gewogen, wird in dem Teebeutel angeordnet. Der Teebeutel wird dann mit einem Heißversiegler verschlossen. Dies wird als der Probenteebeutel bezeichnet. Ein leerer Teebeutel wird dicht verschlossen und als Rohling verwendet.
Der Probenteebeutel und der Rohlingteebeutel werden dann auf die Oberfläche der Salzlösung gelegt und für etwa 5 Sekunden unter Verwendung eines Spatels untergetaucht, um eine vollständige Benässung zu erlauben (die Teebeutel schwimmen auf der Oberfläche der Salzlösung sind dann aber vollständig benäßt). Der Zeitgeber wird sofort gestartet. Nach 20 Minuten Vollsaugzeit werden der Probenteebeutel und der Rohlingteebeutel von der Salzlösung entfernt und in einer Bauknecht WS 130, Bosch 772 NZK096 oder einer äquivalenten Zentrifuge (230 mm Durchmesser) angeordnet, so daß jeder Beutel an der Außenwand des Zentrifugenkorbes anhaftet. Der Zentrifugendeckel wird geschlossen, die Zentrifuge wird gestartet, und die Geschwindigkeit wird schnell auf 1.400 rpm erhöht. Sobald die Zentrifuge bei 1.400 rpm stabilisiert worden ist, wird der Zeitgeber gestartet. Nach 3 Minuten wird die Zentrifuge gestoppt.
Der Probenteebeutel und der Rohlingteebeutel werden entnommen und separat gewogen.
Die Teebeutel-Zentrifugenkapazität (TCC) für die Probe des absorbierenden Materials wird wie folgt berechnet.
TCC = [(Probenteebeutelgewicht nach dem Zentrifugieren) - (Rohlingteebeutelgewicht nach dem Zentrifugieren) - (absorbierendes Material Trockengewicht)] - (absorbierendes Material Trockengewicht).
Es können auch spezifische Teile der Strukturen oder der gesamten absorbierenden Artikel gemessen werden, wie "sektionale" Ausschnitte, das heißt, indem auf Teile der Struktur oder des gesamten Artikel geschaut wird, wobei das Schneiden quer zur vollen Breite des Artikels an vorbestimmten Punkten der Längsachse des Artikels durchgeführt wird. Insbesondere erlaubt die Definition der "Schrittregion", wie oben beschrieben, daß die "Schrittregionkapazität" bestimmt werden kann. Andere Ausschnitte können verwendet werden, um eine "Basiskapazität" zu bestimmen (das heißt, die Kapazitätsmenge, die in einer Einheitsfläche der spezifischen Region des Artikels enthalten ist). In Abhängigkeit von der Größe der Einheitsfläche (vorzugsweise 2 cm mal 2 cm) definiert, wie stark die Mittelung war - natürlicherweise gilt, je kleiner die Größe, desto weniger Mittelung tritt auf.

Ultimative Speicherkapazität

Um die ultimative Designspeicherkapazität eines absorbierenden Artikels zu bestimmen, wurde eine Anzahl von Verfahren vorgeschlagen.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß die ultimative Speicherkapazität eines Artikels die Summe der ultimativen Absorptionskapazitäten der Einzelelemente oder des Materials ist. Für diese Einzelkomponenten können verschiedene bewährte Techniken abgewendet werden, solange diese während des Vergleichs fortbestehen. Zum kann die Teebeutel-Zentrifugenkapazität, wie sie für superabsorbierende Polymere (SAP) entwickelt und eingeführt wurde, für solche SAP-Materialien verwendet werden, aber auch für andere (siehe oben).
Sobald die Kapazitäten der einzelnen Materialien bekannt sind, kann die gesamte Artikelkapazität berechnet werden, indem diese Werte (in ml/g) mit dem Gewicht des in dem Artikel verwendeten Materials multipliziert werden.
Für Materialien mit einer anderen überlassenen Funktionalität als der ultimativen Speicherung von Fluiden, - wie Annahmeschichten und dergleichen - kann die ultimative Speicherkapazität vernachlässigt werden, da entweder solche Materialien tatsächlich nur sehr geringe Kapazitätswerte im Vergleich zu Materialien mit ultimativer Fluidspeicherung haben oder da solche Materialien dazu gedacht sind, nicht mit einem Fluid beladen zu werden und somit ihr Fluid an andere ultimative Speichermaterialien freigeben sollen.

Beispiele und Auswertungen

Verteilungsmaterialien

Um verschiedene Gestaltungs-Materialeigenschaften zu vergleichen, wurden zwei Materialien verwendet, um ein herkömmliches Tissue zu ersetzen, wie ein Tissue mit hoher feuchter Festigkeit mit einem Basisgewicht von 22,5 g/m², wie dies hergestellt wird von Strepp, Kreuzau, Deutschland, unter dem Bezugszeichen NCB. Typische Fluidtransporteigenschaften für solche Tissues sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Ein erstes Verteilungsmaterial mit hohem Flux wurde bewertet (Beispiel 1.1), welches durchgeführt wurde, indem bei einer naßgelegten, chemisch gebundenen Bahn mit einem Basisgewicht von 150 gsm und einer Dichte von 0,094 g/cm³ begonnen wurde, das aus einem Fasergemisch besteht aus
- 90 Gew.-% (der Fasermischung) chemisch versteifter, verdrehter Zellulose (CS), im Handel erhältlich unter der Bezeichnung "CMC" von Weyerhaeuser Co., US;
- 10 Gew.-% (der Fasermischung) Eukalyptusfasern,
gebunden durch 2 Gew.-% der Fasermischung eines Polyacrylamid-Glyoxalharzes, vermarktet durch Cytec Industries, West Patterson, NJ, USA, unter dem Markennamen ParezTM631 NC.
Dies wurde dann einer Postformationsbehandlung zwischen zwei Walzen bei einer Überlappungstiefe von zwei Spitzen von 0,2 mm mit einer Breite a der Zähne von 0,6 mm, die in einem Abstand von 1,0 mm zueinander angeordnet sind, wie dies in größerem Detail beschrieben ist in der EP-Anmeldung 96108427.4.
Ein weiteres thermisch gebundenes, naß gelegtes Material (Beispiel 1.2) wurde hergestellt unter Verwendung von 60% der chemisch versteiften, verdrehten Zellulose, 30% der Eukalyptusfasern, wie sie in dem oben beschriebenen, chemisch gebundenen Verteilungsmaterial verwendet wurden, und 10% exzentrischer Bikomponentfasern mit einem PE-Mantel/PET-Kern mit einem dauerhaften Hydrophilmacher, der in das PE-Harz eingebaut ist, hergestellt durch HOECHST CELANESE, US, unter der Bezeichnung Celbond® T255. Nach einem herkömmlichen Naßlegen wurde die Bahn thermisch gebunden durch eine herkömmliche Durchluftbindungstechnologie, durch Ahlstrom Inc., US, bei einem Basisgewicht von 150 gsm und einer Dichte von 0,11 g/cm³.
Bei Unterziehung dem vertikalen Saugtest, wie oben beschrieben, zeigten die Materialien die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse: Tabelle 1
Somit liefert Beispiel 1.2 eine verbesserte Leistung gegenüber herkömmlichen Tissues aus Beispiel 1.3, welche jedoch nach wie vor signifikant unterhalb derjenigen des besonders bevorzugten Materials aus Beispiel 1.1 ist.

Allgemeine Produktbeschreibung

Obwohl die vorliegende Erfindung auf einem breiten Bereich von Produkten anwendbar ist, wurden die besonderen Vorteile im Kontext von Babywindeln beispielhaft dargestellt und insbesondere für Windeln, die für Babys im Bereich von 8 bis 18 kg, auch "MAXI"-Größe genannt, gedacht sind. Für solche Produkte sind typische Abmessungen diejenigen der PAMPERS BABY DRY PLUS MAXI/MAXI PLUS, wie sie von Procter & Gamble in verschiedenen Staaten in Europa vertrieben werden:
Während der Benutzung ist die Gestaltung dieses Artikels derart, daß dieser im wesentlichen symmetrisch sitzt, wenn die Erstreckung in Bezug zu den Taillenregionen der Vorderseite und der Hinterseite in Bezug gesetzt wird. Der Schrittpunkt stimmt mit dem "Ladepunkt" überein, der (sowohl für Jungen und Mädchen) 4,9 cm in Richtung der vorderen Taillenregion des Mittelabschnittpunktes des Artikels und 17 cm vom vorderen Kernrand positioniert ist. Folglich erstreckt sich die Schrittregion - wenn von dem vorderen Taillenende des absorbierenden Kerns (bei 0 cm) in Richtung des hinteren Endes (bei 43,8 cm) zu zählen begonnen wird - von 6,1 cm bis auf 27,8 cm.
Die Produkte, welche die vorliegende Erfindung beispielhaft darstellen, werden allgemein abgeleitet von diesem im Handel erhältlichen Produkt und dann modifiziert, wie dies in spezifischen Beispielen ausgeführt wird.
Diese Produkte enthalten in ihrem Speicherkern etwa 20 g eines herkömmlichen Luftfilzes von örtlichem Weichholz und etwa 10 g eines superabsorbierenden Materials, wie dieses im Handel erhältlich ist von Stockhausen GmbH, Deutschland, unter dem Markennamen FAVOR SXM, Typ 100. Das superabsorbierende Material hat eine theoretische Kapazität von 31 ml/g, welche zusammen mit 4 ml/g für das Luftfilz eine Designkapazität für solche Artikel von etwa 390 ml liefert. Zusätzlich umfaßt der Kern eine "Annahmestelle", welche den Speicherkern auf einer Länge von 25,4 em überlagert, beginnend bei 28 cm weg vom Kernrand in Richtung der Hinterseite. Diese Stelle ist hergestellt aus luftgelegtem, chemisch behandelten, versteiften Zellulosematerial (CS), das geliefert wird von Weyerhaeuser Co., US unter der Markenbezeichnung "CMC" und als eine Annahme/Verteilungsschicht mit einem Basisgewicht von etwa 295 g/m² funktioniert. Im Kontext der vorliegenden beispielhaften Darstellung wird die ultimative Speicherkapazität dieser Materialien auf Null gesetzt, wenn davon ausgegangen wird, daß das Fluid von dieser Annahme/Verteilungsschicht entfernt ist, so daß diese Schicht bereit ist, um mit wiederholten Schwallen (siehe oben) neu beladen zu werden.
Die Kerngestaltung ist derart, daß ein Gemisch aus SAP und Luftfilz eine dünne Schicht aus reinem Luftfilz (in Richtung zu dem Träger hin) überlagert. Die Gestalt des Kernes ist beinahe rechtwinklig, mit einer Größe von 438 mm mal 115 mm, mit einer leicht schmaleren Breite an der Schrittstelle mit einer Breite von 102 mm. Die gemischte Schicht ist im Basisgewicht profiliert, derart, daß ein längs gerichtetes Kapazitätverteilungsprofil wie folgt in etwa vorliegt:
1. Viertel (Vorderseite) 140 ml
2. Viertel 130 ml
3. Viertel 70 ml
4. Viertel (Hinterseite) 50 ml

Sitzverbesserungen

Der erste Test ziel darauf ab, den Effekt der Rückverteilung der Speicherkapazität alleine zu unterstützen. Um dies zu schaffen, wurde eine "Sitzstudie" durchgeführt, wofür zwei Produkte auf Pilotanlagen hergestellt wurden. Zuerst wurde ein Referenzprodukt hergestellt, mit dem Ziel, das vermarktete Produkt wie oben beschrieben nachzubauen, sich aber von dem letzteren dadurch zu unterscheiden, daß dieses keine Annahmestelle hat. Dieses Produkt wurde mit einer "umkehrt profilierten" Gestaltung (Beispiel 2.1) verglichen, die sich nur darin unterscheidet, daß das Kapazitätsprofil unterschiedlich gephast wurde, derart, daß das Kapazitätsprofil wie folgt ist:
1. Viertel (Vorderseite) 120 ml
2. Viertel 70 ml
3. Viertel 60 ml
4. Viertel (Hinterseite) 140 ml
Diese wurde in einer "Sitzstudie" getestet. Dabei wurden das Test- und Referenzprodukt künstlich mit synthetischem Urin beladen und wurde die Sitzangabe probender Mütter aufgezeichnet, jeweils für die trockene Windel und im geladenen Zustand, zuerst mit 150 ml und dann mit 300 ml synthetischem Urin.
Für jedes Produkt wurde der "gesamte" Sitz und der "Sitz zwischen den Beinen" für die verschiedenen Beladungen abgefragt.
Die Angaben wurden kategorisiert in eine Maßangabe von 0 (schwach) bis 4 (ausgezeichnet).
Die Produkte wurden an 17 willkürlich ausgewählten Babys angelegt. Tabelle 2
Dies zeigt deutlich die schlechtere Sitzeignung einer herkömmlich profilierten Windel im Gegensatz zu einer umgekehrt profilierten.

Einfluß auf die Leistung einer umgekehrten Profilierung (gemischte Kerne)

Verbraucher wollen jedoch keinen Kompromiß zwischen Leistung und Sitzverbesserungen. Um den Einfluß verschiedener Gestaltungen auf die Leistung festzustellen, wurden Produkte im Labortest hinsichtlich der höchst relevanten Parameter einer Fluidannahmeleistung und Rücknässung verglichen.
Für diesen Test wurden Produkte auf einer voll einsatzfähigen Produktanlage hergestellt, wobei ein Referenzprodukt die Gestalt eines gegenwärtigen Marktprodukt (Beispiel 3.1) nachbildet, mit Ausnahme, daß die Annahmestelle durch einen thermisch unter Durchluft gebundene synthetische Annahmeschicht ersetzt ist, die hergestellt wird durch ein Luftlegen von 63% exzentrischer PE/PP Bikomponentfasern (Code ESEWA ex Danaklon AG, DK) zusammen mit 37% herkömmlichen Zellstoff südlichen Weichholzes in einer Bahn und einem Binden durch Durchluft derselben in einer Dichte von 0,04 g/cm³ bei einem Basisgewicht von 120 gsm (Beispiel 3.3). Das nächste Produkt war eine Kombination von Beispiel 3.3 mit dem umgekehrten Kapazitätsprofil, wie dies beschrieben ist in Beispiel 2.1.
Das dritte Produkt (Beispiel 3.1) unterschied sich von diesem letzten darin, daß dieses weiterhin ein thermisch gebundenes, naß gelegtes Material umfaßt, wie im Beispiel 1.2 beschrieben wurde. Tabelle 3
Diese Daten zeigen, daß - obwohl ein umgekehrtes Profilieren an sich die Fluidverteilung verbessert, indem weniger Kapazität in der Schrittzone bereit gestellt wird dieser Vorteil von einer geringeren Rücknässungsleistung begleitet wird, insbesondere an der Rückseite des Artikels. Unter Verwendung eines bereits verbessertes Fluidverteilungmaterials wird dieser Nachteil ohne einen negativen Einfluß auf die Fluidverteilung oder die Annahmeleistung verbessert.

Verteilungsmaterial-Einfluß auf herkömmlich profilierte Kerne

Der Leistungsvorteil von guten Verteilungsmaterialien wird weiterhin beispielhaft in umgekehrt profilierten Kernen dargestellt. Um diesen Effekt zu unterstreichen wurde eine herkömmliche Windel (Beispiel 4.2, gleiche Ausbildung wie in Beispiel 2.2) mit Beispiel 4.1 verglichen, wobei das herkömmliche Tissue durch ein verbessertes Verteilungsmaterial (wie in Beispiel 1 beschrieben) ersetzt wurde. Tabelle 4
So verbessert das verbesserte Fluidverteilungsmaterial in der Tat die Leistung, es verändert jedoch die Fluidverteilung nur in einem sehr geringen Ausmaß.

Geschichtete Kerne

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden ferner in einer Testmatrix dargestellt, wobei die Kerne auf einer Pilotanlage hergestellt wurden, ohne aus Superabsorbenz/Flocken gemischte Kerne, aber statt dessen mit geschichteten Strukturen.
Die gesamte Ausbildung war die gleiche wie in den Beispielen 3, wobei der absorbierende Kern unterschiedlich gestaltet und hergestellt wurde, indem der homogen gemischte Speicherkern durch rechtwinklige absorbierende Strukturen ersetzt wurde, wobei 15 g superabsorbierendes Pulver zwischen Schichten von zwei herkömmlichen Tissues des oben beschriebenen nach der Formation modifizierten, chemisch gebundenen Verteilungsmaterial gelegt wurde. Das superabsorbierende Laminat hatte eine Breite von 90 mm (zentriert) unter Verwendung einer Kleber- Sprühlaminierungstechnik, ein Verfahren, wie dies beschrieben ist in größerem Detail in dem oben erwähnten EP-A-0 695 541.
Für zwei Ausbildungen (die als "flach" bezeichnet werden) erstreckt sich das Laminat über die gesamte Länge des Artikels, wobei das Basisgewicht des Superabsorbenz 355 gsm betrug.
Für zwei umkehrte Profilierungsformen erstreckten sie die Laminate sowohl von der Vorderseite als auch von der Hinterseite des Kernrandes bei einem Basisgewicht von 500 gsm über eine Länge von 167 mm in Richtung der Schrittregion und beließen etwa 130 mm in dem mittleren Abschnitt des Artikels frei vom superabsorbierenden Mittelpunkt. Da der letztere in Richtung der Vorderseite versetzt war, ist ein Teil der Schrittregion im wesentlichen frei von einer Superabsorbenz. Tabelle 5
Diese Tabelle demonstriert ferner den günstigen Effekt der guten Verteilungsmaterialien auf die Leistung des Artikels. Sie zeigt ferner, daß unabhängig vom Tissue oder vom Material mit hohem Flux - die Fluidverteilung durch das umgekehrte Profildesign positiv beeinflußt wird. Deutlich gesagt, ist die Rücknässung jedoch hauptsächlich für die Tissueprodukte umfaßt.
Die gesamte Zusammenfassung für diese Experimente kann dahin gehend summiert wiedergegeben werden, daß ein bevorzugtes Produkt eine kleine ultimative Speicherkapazität in der Schrittzone, ein gutes Verteilungsmaterial und ein Fluidverteilungsmaterial mit hohem Flux hat, derart, daß das Produkt nach wie vor eine gute Fluidhandhabungsleistung, gemessen durch Annahme- und/oder Rücknässungswerte, zeigt.

Claims

1 Absorbierender Artikel mit einem absorbierenden Kern mit einer Schrittregion und ein oder mehreren Taillenregionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittregion eine geringere absolute Fluid-Speicherfähigkeit hat als die oder mehreren Taillenregionen zusammen, wobei die Schrittregion ferner Verteilungsmaterial für eine Flüssigkeit mit hohem Flux aufweist, das einen Flux bei 12,4 cm von mehr als 0,075 g/cm²/sec und eine Ansaugzeit zum Erreichen der 12,4 cm von weniger als 50 Sekunden aufweist, wenn die gemäß dem vertikalen Ansaugtest getestet wird, wie dies hier beschrieben ist.

2. Absorbierender Artikel nach Anspruch 1, in welchem das Verteilungsmaterial für eine Flüssigkeit mit hohem Flux einen Flux bei 12,4 cm von mehr als 0,1 g/cm²/sec hat.

3. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, in welchem das Verteilungsmaterial für eine Flüssigkeit mit hohem Flux einen Flux bei 12,4 cm von mehr als 0,15 g/cm²/sec hat.

4. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem das Verteilungsmaterial von Flüssigkeit mit hohem Flux eine Ansaugzeit von weniger als 120 Sekunden zum Erreichen der Höhe von 12,4 cm hat, wie dies in dem vertikalen Ansaugtest definiert ist.

5. Absorbierender Artikel nach einem Ansprüche 1 bis 4, in welchem das Verteilungsmaterial für eine Flüssigkeit mit hohem Flux eine Ansaugzeit zum Erreichen von 12,4 cm von weniger als 90 Sekunden hat.

6. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem die Schrittregion eine absolute Fluidspeicher-Basiskapazität von weniger als dem 0,9- fachen der mittleren absoluten Fluidspeicher-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.

7. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die Schrittregion eine absolute Fluidspeicher-Basiskapazität von weniger als dem 0,7- fachen der mittleren absoluten Fluidspeicher-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.

8. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem die Schrittregion eine absolute Fluidspeicher-Basiskapazität von weniger als dem 0,5- fachen der mittleren absoluten Fluidspeicher-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.

9. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in welchem die Schrittregion eine absolute Fluidspeicher-Basiskapazität von weniger als dem 0,3- fachen der mittleren absoluten Fluidspeicher-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.

10. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in welchem die Schrittregion eine abschnittsweise absolute Fluidspeicherkapazität von weniger 49% der gesamten absoluten Kern-Fluidspeicherkapazität hat.

11. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem die Schrittregion eine abschnittsweise absolute Fluidspeicherkapazität von weniger als 41% der gesamten absoluten Kern-Fluidspeicherkapazität hat.

12. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, in welchem die Schrittregion eine abschnittsweise absolute Fluidspeicherkapazität von weniger als 23% der gesamten absoluten Kern-Fluidspeicherkapazität hat.

13. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schrittregion die Hälfte der Länge des gesamten absorbierenden Kerns beträgt.

14. Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein ultimatives Flüssigkeits-Speichermaterial umfaßt, das wenigstens 80% der gesamten absoluten Speicherkapazität des absorbierenden Kerns bereitstellt.

15. Absorbierender Artikel nach Anspruch 14, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeits-Speichermaterial wenigstens 90% der gesamten absoluten Speicherkapazität des absorbierenden Kerns liefert.

16. Absorbierender Artikel nach Anspruch 14 oder 15, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeits-Speichermaterial superabsorbierende Polymere umfaßt.

17. Absorbierender Artikel nach Anspruch 14 oder 1 S. ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeits-Speichermaterial keine superabsorbierenden Polymere umfaßt.

18. Absorbierender Artikel nach den Ansprüchen 14 oder 15, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeits-Speichermaterial ein offenzelliges absorbierendes Schaummaterial umfaßt.

19. Absorbierender Artikel nach Anspruch 18, in welchem die absorbierenden Schaummaterialien abgeleitet sind aus einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase.

20. Absorbierender Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 50% des Gebiets der Schrittregion im wesentlichen keine ultimative Speicherkapazität enthält.

21. Absorbierender Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 50% der ultimaqtiven Speicherkapazität vor der Schrittzone in der vorderen Hälfte des Artikels positioniert sind, und mehr als 50% der ultimativen Speicherkapazität in der hinteren Hälfte des Artikels positioniert sind.

22. Absorbierender Artikel nach Anspruch 21, in welchem weniger als 33% der ultimativen Speicherkapazität vor der Schrittzone in der vorderen Hälfte des Artikels positioniert sind und mehr als 67% der ultimativen Speicherkapazität in der hinteren Hälfte des Artikels positioniert sind.

23. Absorbierender Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Artikel in der Schrittregion eine Annahme- Leistungsfähigkeit von wenigstens 0,6 ml/sec für den vierten Schwall hat.

24. Absorbierender Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß dieser in der Schrittregion eine Nachannahme- Collagenrücknässung-Leistungsfähigkeit von weniger als 180 mg hat.

25. Absorbierender Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Schrittregion ein Material umfaßt, das durch eine Postformation-Behandlung einer chemisch gebundenen, naß gelegten Bahn mit versteiften Zellulosefasern, Fasern nach Eukalyptusart und chemischem Bindeharz erhältlich ist.