DE69811060T2

DE69811060T2 - Material mit hoher dochtkapazität in vertikaler richtung für absorbierende artikel

Info

Publication number: DE69811060T2
Application number: DE69811060T
Authority: DE
Inventors: Dean Lavon; Wade Taylor; Alfred Young
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2018-03-27
Also published as: KR20010005693A; AU6308098A; NO994648L; BR9808666A; CA2283911A1; ATE231710T1; EG21576A; IL131896A0; MX9908879A; WO1998043572A1; HUP0002254A2; JP2000510755A; EP0971666B1; US6015935A; TW367240B; TR199902343T2; EP0971666A1; PE67799A1; DE69811060D1; HUP0002254A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzeinlagen, Trainingshosen, Windelhalter und Einlagen, sanitäre Hygienekleidungsstücke und dergleichen, und insbesondere absorbierende Artikel, die einen verbesserten Sitz bieten, wenn sie mit Körperfluiden benässt sind. Der verbesserte Sitz wird durch das Verwenden eines Materials, das eine hohe vertikale Ansaugkapazität aufweist, erzielt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Kinder und andere inkontinente Personen tragen absorbierende Artikel, wie Windeln, um Urin und andere Körperausscheidungen zu absorbieren und zu halten. Absorbierende Artikel weisen sowohl die Funktion auf, die abgegebenen Materialien zu enthalten als auch diese Materialien vom Körper des Trägers, von der Kleidung des Trägers und vom Bettzeug zu isolieren. Absorbierende Einwegartikel in vielen unterschiedlichen grundsätzlichen Gestaltungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Das US-Patent 3,860,003 mit dem Titel "Contractable Side Portions For Disposable Diaper", das an Buell am 14. Januar 1975 erteilt wurde, beschreibt eine Einwegwindel mit elastischem Beinaufschlag, die eine große Akzeptanz und einen kommerziellen Erfolg erfahren hat.
Viele Gestaltungen von Windeln sind in der Region des Artikels, das zwischen die Beine des Trägers passt, wenn sie trocken und insbesondere wenn sie nass sind, relativ breit und voluminös. Dies führt zu einer gewissen Komforteinbuße beim Träger, da diese Windeln dazu neigen, sich zu bauschen, wenn sie getragen werden. Um diese Komforteinbuße für den Träger anzugehen, beschreibt das US-Patent 4,610,678 (Weisman et al.) Windeln, die verdichtete Kerne umfassen, die in diesem Gebiet schmäler als bisherige Ausgestaltungen sind. Nichtsdestotrotz speichern sogar diese Artikel beachtliche Mengen absorbierte Fluide im Abgabegebiet des Artikels. Das Abgabegebiet ist innerhalb des Teils des Artikels angeordnet, der, wenn er getragen wird, in die Schrittregion des Trägers passt.
Da bisherige absorbierende Artikel das Fluid nicht wirksam verteilen, werden diese Artikel typischerweise so gestaltet, dass sie beachtliche Mengen des Fluids in der Schrittregion der Windel speichern. Somit wird nach der Beladung diese Region des Artikels zunehmend voluminös und neigt daher dazu, für den Träger unkomfortabel zu sein. Siehe beispielsweise das US-Patent 5,098,423 von Pieniak et al., das auf die Offenbarung des Patents von Weisman aufbaut und eine Einwegwindel, die ein niedriges trockenes Volumen aufweist, beschreibt. Der Schwerpunkt des Patents 5,098,423 richtet sich auf einen Artikel, der insbesondere in der "Auftreffzone" (die im Patent als die zweiten und dritten Fünftel der Länge des Artikels definiert ist) eine relativ geringe Querschnittsfläche aufweist, wenn er trocken ist. Tatsächlich stellt ein wichtiger Aspekt der beschriebenen Artikel die Fähigkeit des absorbierenden Materials in der Auftreffzone, Fluid zu absorbieren, dar. Das Patent zeigt insbesondere, dass mindestens 60% des gesamten absorbierten Fluids in der Auftreffzone der Windel gehalten wird. Während somit das Patent den Wunsch nach einem ver besserten Sitz im trockenen Zustand anspricht, liefert es keinen Artikel, der einen verbesserten Sitz und Komfort während der gesamten Tragezeit aufweist. Darüber hinaus besteht die primäre Überlegung für das Verbessern des Sitzes in dünnen und breiten Strukturen, die sich während des Gebrauchs falten und bauschen, statt dass sie sich auf eine Optimierung der Schmalheit und der Fülligkeit des absorbierenden Materials in der Schrittregion im trockenen und nassen Zustand richtet. Somit weisen die Artikel, die im Patent 5,098,423 beschrieben werden, eine insgesamt kleine Querschnittsfläche auf, wenn der Artikel trocken ist, wobei dies durch einen relativ dünnen (gemessen in der z- Richtung des Artikels) relativ breiten (gemessen in der x-Richtung des Artikels) Kern erreicht wird, wobei 60% der Absorptionskapazität in der Schrittregion liegen. Dies führt zu einem reduzierten Komfort, wenn der Artikel mit einem Körperfluid benässt wird.
Die US-5,147,345 beschreibt einen absorbierenden Artikel mit Fluidspeicher/Fluidverteillagen, die aus Schaum mit einer hohen vertikalen Ansaugkapazität bestehen.
Es würde somit vorteilhaft sein, einen absorbierenden Artikel bereit zu stellen, der einen besseren Sitz und Komfort für den Träger sogar dann bietet, wenn der Artikel mit Körperfluiden benässt ist. Es würde weiter vorteilhaft sein, einen absorbierenden Artikel zu liefern, der eine reduzierte Fülligkeit in der Schrittregion sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand aufweist.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen absorbierenden Artikel bereit zu stellen, der einen verbesserten Komfort für den Träger bietet, indem in der Schrittregion des Artikels ein Material eingeschlossen wird, das eine vertikale Ansaugkapazität aufweist, so dass das Material eine wesentliche Menge des Fluids weg von der Schrittregion auf einfache Weise verteilt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen absorbierenden Artikel bereit zu stellen, der durch das Reduzieren der relativen Menge des Fluids, die in der Schrittregion des Artikels gehalten wird, einen verbesserten Sitz am Träger während des Gebrauchs aufweist.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden leicht deutlich, wenn sie in Bezug auf die folgende Beschreibung und in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung liefert absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzeinlagen, Trainingshosen, Windelhalter und Einlagen, weibliche Hygienekleidungsstücke und dergleichen, die gestaltet sind, um einen verbesserten Sitz und Komfort für den Träger zu bieten, während sie in passender Weise Körperausscheidungen enthalten. Ein solcher absorbierender Artikel weist einen Einschlussaulbau (einen Grundkörper) auf, der eine äußere abdeckende Lage, die typischerweise eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht und eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht umfasst, und einen absorbierenden Kern, der mit der äußeren Abdecklage verbunden ist, umfasst. Der absorbierende Kern ist gestaltet, um niedrige Mengen von Fluid in der Schrittregion im Vergleich zu anderen Kernregionen zu halten, sogar dann, wenn der Kern beträchtliche Menge des Fluids während des Gebrauchs absorbiert. Um dies zu erzielen, ist der absorbierende Kern so gestaltet, dass das Fluid im wesentlichen von der Schrittregion zu den vorderen und/oder hinteren Enden des Artikels bewegt wird.
In einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen absorbierenden Artikel, der einen absorbierenden Kern umfasst, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als ungefähr 40% der gesamten Absorptionskapazität des Kerns aufweist, und (ii) die Schrittregion ein Material umfasst, das eine vertikale Ansaugkapazität von mindestens ungefähr 15 g/g bei einer Höhe von 2 cm aufweist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf einen absorbierenden Artikel, der einen absorbierenden Kern umfasst, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als ungefähr 40% der gesamten Absorptionskapazität des Kerns aufweist, und (ii) die Schrittregion ein Material umfasst, das eine vertikale Ansaugkapazität von mindestens ungefähr 10 g/g bei einer Höhe von 20 cm aufweist. In einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen absorbierenden Artikel, der einen absorbierenden Kern umfasst, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als ungefähr 40% der gesamten Absorptionskapazität des Kerns aufweist, und (ii) die Schrittregion ein Material umfasst, das eine vertikale Ansaugkapazität von mindestens ungefähr 5 g/g bei einer Höhe von 25 cm aufweist. In einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen absorbierenden Artikel, der einen absorbierenden Kern umfasst, der eine Schrittregion aufweist, wobei (i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als ungefähr 40% der gesamten Absorptionskapazität des Kerns aufweist, und (ii) die Schrittregion ein Material umfasst, das eine vertikale Ansaugkapazität von mindestens ungefähr 0,5 g/g bei einer Höhe von 30 cm aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Während die Beschreibung mit den Ansprüchen schließt, die den Gegenstand, der als die vorliegende Erfindung angesehen wird, speziell darstellen und genau beanspruchen, wird angenommen, dass die Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezeichnungen verwendet werden, um im wesentlichen identische Elemente zu bezeichnen, verständlich wird.
Fig. 1 ist eine Aufsicht auf einen absorbierenden Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Oberschicht transparent ist, um den absorbierenden Kern klarer zu zeigen;
Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen bevorzugten absorbierenden Kern der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine Aufsicht auf einen anderen absorbierenden Kern der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt, wie der Schrittpunkt eines Trägers, eines absorbierenden Artikels und des entsprechenden absorbierenden Kerns bestimmt wird;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines mehrstückigen absorbierenden Kerns der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung, die verwendet wird, um Artikel für eine Charakterisierung gemäß den anderen Verfahren, die im Abschnitt Testverfahren diskutiert werden, zu beladen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der Ausdruck "absorbierender Artikel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Vorrichtungen, die Körperausscheidungen absorbieren und einschließen und insbesondere auf Vorrichtungen, die am oder in der Nähe des Körpers des Trägers platziert werden, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, zu absorbieren und einzuschließen. Absorbierende Artikel umfassen Vorrichtungen, die gestaltet sind, um Urin zu absorbieren, wobei diese von inkontinenten Personen verwendet werden. Solche Inkontinenzartikel umfassen in nicht einschränkender Weise Windeln, Inkontinenzeinlagen für Erwachsene, Trainingshosen, Windelhalter und Einlagen. Andere absorbierende Artikel umfassen solche Artikel, die gestaltet sind, um Fluide auf Blutbasis, wie Menses, zu absorbieren. Solche sanitären Hygieneartikel umfassen Tampons, Mentstruationspads und dergleichen. Der Ausdruck "Einweg", wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, die nicht gewaschen oder anderswie wieder hergestellt oder erneut als absorbierender Artikel verwendet werden sollen (das heißt, sie sollen nach einer einmaligen Verwendung weggeworfen und vorzugsweise recycelt, kompostiert oder ansonsten in einer umweltverträglichen Art entsorgt werden). Ein "einstückiger" absorbierender Artikel bezeichnet absorbierende Artikel, die aus getrennten Teilen, die miteinander verbunden sind, um eine koordinierte Einheit zu bilden, so dass sie keine getrennten Handhabungsteile, wie getrennte Halter und Einlagen erfordern, ausgebildet sind.
Der Ausdruck "absorbierender Kern", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Teile (beispielsweise Lagen) eines absorbierenden Artikels, die funktionieren, um Fluid anzunehmen, zu verteilen, zu befördern, zu speichern und/oder erneut zu verteilten. Annahmematerialien umfassen Materialien, deren primäre Funktion darin besteht, die abgegebenen Fluide anzunehmen. Solche Materialien umfassen Annahmelagen, Oberschichtmaterialien, Transferlagen, Fließsteuermodule, Hüllentissues oder Vliesstoffschichten, die gestaltet sind, um eine Wanderung von Hydrogel ausbildenden Polymeren etc. zu verhindern. Der Ausdruck "Verteilungsmaterial", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die absorbierenden Kernmaterialien, deren primäre Funktion darin besteht, Fluide zu absorbieren und sie zu verteilen/erneut zu verteilen zu Punkten, die vom Punkt der anfänglichen Fluidbeladung entfernt sind. Der Ausdruck "Speichermaterial", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf das absorbierende Kernmaterial, das gewichtsmäßig eine Mehrheit des gehaltenen Fluids hält. Es sollte verständlich sein, dass die Ausdrücke "Verteilungsmaterial" und "Speichermaterial" sich nicht gegenseitig ausschließen. In gewissen Ausführungsformen kann ein einziges Material sowohl die Fluidverteilung als auch die Fluidspeicherung besorgen.
Der Ausdruck "vorne", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf den Teil eines Artikels oder absorbierenden Kerns, der nahe der Front des Trägers positioniert werden soll. Der Ausdruck "hinten" bezieht sich auf den Teil eines Ar tikels oder absorbierenden Kerns, der in der Nähe des Hinterteils des Trägers positioniert werden soll. Somit bedeutet die Verwendung des relativen Ausdrucks "vor" eine Position im Artikel oder Kern, die mehr zur Front des Artikels oder Kerns angeordnet ist, während der Ausdruck "hinter" eine Position im Artikel oder Kern bedeutet, die mehr zur hinteren Seite des Artikels oder Kerns angeordnet ist.
Der Ausdruck "z-Dimension", wie er hier verwendet wird, bezeichnet die Dimension rechtwinklig zur Länge und Breite des Elements, Kerns oder Artikels. Die z-Dimension entspricht im allgemeinen der Dicke des Elements, Kerns oder Artikels.
Der Ausdruck "x-y-Dimension", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Ebene rechtwinklig zur Dicke des Elements, Kerns oder Artikels. Die x- und y-Dimensionen entsprechen im allgemeinen der Breite beziehungsweise Länge des Elements, Kerns oder Artikels.
Der "Schrittpunkt" eines Artikels und des absorbierenden Kerns des Artikels wird durch das Platzieren des Artikels auf einem Träger in einer stehenden Position und dem anschließenden Platzieren eines dehnbaren Filaments um die Beine in einer Achter-Konfiguration (siehe Fig. 4) bestimmt. Der Punkt im Artikel und im absorbierenden Kern, der dem Kreuzungspunkt des Filaments entspricht, wird als Schrittpunkt des Artikels und des absorbierenden Kerns angesehen. Es sollte verständlich sein, dass der Schrittpunkt durch das Platzieren des absorbierenden Artikels auf einem Träger in der beabsichtigten Weise und das Bestimmen, wo das gekreuzte Filament den Artikel/Kern berühren würde, bestimmt wird.
Die "Schrittregion", wie sie hier bezeichnet wird, eines absorbierenden Kerns entspricht bis zu 50% der gesamten Länge des absorbierenden Kerns (in der y- Richtung), wobei der Schrittpunkt im Längszentrum der Schrittregion angeordnet ist. Das heißt, die Schrittregion wird durch zunächst die Lokalisierung des Schrittpunkts des absorbierenden Kerns und dem anschließenden Abmessen einer Distanz von 25% der gesamten Länge des Kerns nach vorne und hinten bestimmt.
Der Ausdruck "Schrittbreite", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Breite in der Schrittregion der absorbierenden Kernlage, die das meiste Fluid hält, wenn der Artikel bis zu 70% der Gesamtkapazität des Artikels über das nachfolgend beschriebene Fluidannahmeverfahren beladen wird. Wenn diese Lage aus eine Vielzahl diskreter Lagen besteht, so stellt die Lage, die die kleinste Breite aufweist, die Breite dieser Lage dar, und sie stellt somit die Schrittbreite des absorbierenden Kerns dar. Wenn eine Lage in der Querrichtung (x-Richtung) profiliert ist, so wird die Breite der Lage durch die Breite der Region mit den höchsten Basisgewicht des Profils bestimmt. Ein Verfahren für das Bestimmen der Schrittbreite ist im Abschnitt Testverfahren weiter unten beschrieben.
Der Ausdruck "Querschnittsfläche des Schritts", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine trockene Querschnittsfläche in der Schrittregion der absorbierenden Kernlage, die das meiste des Fluids hält, wenn der Artikel auf 70% seiner Gesamtkapazität über das nachfolgend beschriebene Fluidannahmeverfahren beladen wird. Wenn diese Lage aus einer Vielzahl von diskreten Lagen besteht, so wird die Breite und Dicke jeder Lage gemessen, und die Summe der einzelnen Querschnittsflächen stellt die Querschnittsfläche der Schrittregion dar. Ein Verfahren für das Bestimmen der Schrittbreite ist im Abschnitt Testverfahren weiter unten beschrieben.
Der Ausdruck "Schichten", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf identifizierbare Komponenten der absorbierenden Struktur, und jede Struktur, die als eine "Schicht" bezeichnet wird, kann tatsächlich ein Laminat oder eine Kombination verschiedener Blätter oder Bahnen des erforderlichen Typs von Materialien, wie das nachfolgend beschrieben wird, umfassen. Der Ausdruck "Schicht", wie er hier verwendet wird, umfasst die Ausdrücke "Schichten" und "geschichtet". Für die Zwecke dieser Erfindung sollte auch verständlich sein, dass der Ausdruck "oberer" sich auf die Schicht des absorbierenden Kerns bezieht, die am nächsten der Oberschicht des Artikels liegt und zu dieser weist, wohingegen der Ausdruck "unterer" sich auf die Schicht des absorbierenden Kerns bezieht, die am nächsten der Unterschicht des Artikels liegt und zu dieser weist. Es sollte beachtet werden, dass die verschiedenen Elemente, Schichten und Strukturen der absorbierenden Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen eine ebene oder nicht ebene Natur aufweisen können, und dass sie in jeder gewünschten Konfiguration geformt und profiliert sein können.
Eine Ausführungsform eines absorbierenden Artikels in der Form einer Windel 20, die einen solchen absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 1 ist eine Aufsicht auf die Windel 20 in ihrem ausgebreiteten, nicht kontrahierten Zustand (das heißt jede elastisch verursachte Kontraktion wurde entfernt), wobei sie eine Oberschicht 22, eine Unterschicht 24 und einen absorbierenden Kern, der allgemein mit 28 bezeichnet ist, und der zwischen der Oberschicht 22 und der Unterschicht 24 angeordnet ist, umfasst. Die Oberschicht 22 ist transparent dargestellt, um den absorbierenden Kern 28 besser zu zeigen.
Wie auch in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Windel 20 eine vordere Taillenbandregion 32, eine hintere Taillenbandregion 34, eine zentrale Region 36 und einem Umfang 38, der durch den äußeren Rand der Unterschicht 24 definiert wird und der Längsränder, die mit 40 bezeichnet sind, und Stirnränder, die mit 42 bezeichnet sind, aufweist, auf. Die Längsachse der Windel 20 verläuft im wesentlichen parallel zu den Längsachsen 40 und ist als Längszentrallinie 67 dargestellt (und entspricht der y-Richtung oder Länge), während die Querachse im wesentlichen parallel zu den Stirnrändern 42 verläuft und als Querzentrallinie 66 dargestellt ist (und der x-Richtung oder Breite entspricht). Die Taillenbandregionen 32 und 34 umfassen solche oberen Teile der Windel 20, die, wenn sie getragen wird, die Taille des Trägers umgeben. Die zentrale Region 36 ist der Teil der Windel 20 zwischen den Taillenbandregionen 32 und 34 und umfasst den Teil der Windel 20, der, wenn sie getragen wird, zwischen den Beinen des Trägers angeordnet ist und den unteren Rumpf des Trägers bedeckt. Somit definiert die zentrale Region 36 die Fläche der typischen Flüssigkeitsablagerung für eine Windel 20 oder einen anderen absorbierenden Einwegartikel.
Die Oberschicht 22 und die Unterschicht 24 können in jeder geeigneten Weise miteinander verbunden werden. Der Ausdruck "verbunden", wie er hier verwendet wird, umfasst Konfigurationen, bei denen die Oberschicht 22 direkt mit der Unterschicht 24 verbunden ist, indem die Oberschicht direkt an der Unterschicht befestigt ist, und Konfigurationen, bei denen die Oberschicht indirekt mit der Unterschicht verbunden ist, indem die Oberschicht an dazwischen liegende Elementen befestigt wird, die wiederum an der Unterschicht befestigt werden. Vorzugsweise sind die Oberschicht 22 und die Unterschicht 24 direkt aneinander durch (nicht gezeigte) Befestigungsvorrichtungen, wie einem Haftmittel oder irgend einem anderen Befestigungsmittel, das aus dem Stand der Technik bekannt ist, aneinander befestigt. Beispielsweise kann eine gleichförmige kontinuierliche Lage eines Haftmittels, eine gemusterte Lage eines Haftmittels oder eine Anordnung getrennter Linien oder Punkte des Haftmittels verwendet werden, um die Oberschicht 22 an der Unterschicht 24 zu befestigen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Oberschicht 22 eine leicht schmalere Konfiguration als die Unterschicht 24 auf. Die Oberschicht 22 und die Unterschicht 24 können jedoch beide die gleiche Größenkonfiguration aufweisen (das heißt, sie können sich gemeinsam erstrecken), so dass sie am Umfang 38 der Windel 20 miteinander verbunden werden. Die Größe der Unterschicht 24 ist teilweise durch die Größe des absorbierenden Kerns 28 und die exakte ausgewählte Gestalt der Windel bestimmt. In der Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, weist die Unterschicht 24 eine sanduhrförmige Konfiguration auf. Es können jedoch auch andere Konfigurationen, wie rechteckige, I-förmige oder ähnliche Konfigurationen verwendet werden.
Obwohl es nicht gezeigt ist, kann die Windel. 20 elastische Elemente aufweisen, die eine kontrahierende Kraft auf die Windel ausüben, so dass sie dichter und komfortabler am Träger anliegt. Diese elastischen Elemente können in einer Vielzahl wohl bekannter Konfigurationen, wie sie allgemein im US-Patent 3,860,003 (Buell), das am 14. Januar 1975 erteilt wurde, beschrieben sind, ausgebildet sein. Die elastischen Elemente können neben dem Umfang 38 der Windel 20 vorzugsweise entlang jedem Längsrand 40 angeordnet sein, so dass die elastischen Elemente dazu neigen, die Windel 20 an den Beinen des Trägers zu halten und sie gegen diese zu ziehen. Alternativ können die elastischen Elemente neben einer oder beiden Stirnrändern 42 der Windel 20 angeordnet sein, um ein Taillenband als auch oder statt der Beinaufschläge zu liefern. Siehe beispielsweise das US-Patent 4,515,595 (Kievit at al.). Die elastischen Elemente werden an der Windel 20 in einem elastisch kontrahierbaren Zustand befestigt, so dass in einer normalerweise nicht gedehnten Konfiguration diese elastischen Elemente die Windel 20 wirksam kontrahieren oder raffen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch kontrahierbaren Zustand auf mindestens zwei Arten befestigt werden. Beispielsweise können die elastischen Elemente gedehnt und mit der Windel 20 verbunden werden, während sich diese in einem nicht kontrahierten Zustand befindet. Alternativ kann die Windel 20 kontrahiert werden, beispielsweise durch ein Falten, und die elastischen Elemente können an der Windel 20 befestigt und mit ihr verbunden werden, während sie sich in ihrem nicht entspannten oder nicht gespannten Zustand befinden. Die elastischen Elemente können sich im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Windel 20 in der zentralen Region 36 erstrecken, oder sie können sich alternativ entlang der gesamten Länge der Windel 20 oder in irgend einer anderen Länge, die geeignet ist, um eine elastisch kontrahierbare Linie zu liefern, erstrecken. Die Länge dieser elastischen Elemente wird typischerweise durch die Gestalt der Windel diktiert.
Betrachtet man die Fig. 1, so ist der absorbierende Kern 28 in einer "I-Konfiguration" dargestellt. Wie oben angegeben wurde, wird der absorbierende Kern vordere und hintere Regionen als auch eine Schrittregion umfassen. Diese Regionen werden durch das Bestimmen des Schrittpunkts des Kerns 28 in Übereinstimmung mit der hier gegebenen Beschreibung definiert. Wie oben disku tiert wurde, so wird der Schrittpunkt unter Bezug auf die Anatomie des Trägers bestimmt. Als beispielhafte Darstellung ist der Schrittpunkt des Kerns 28 als Gegenstand 27 in Fig. 1 dargestellt. Der Schrittpunkt 27 ist so dargestellt, dass er sich auf der Längszentrallinie 67 der Windel 20 und dem absorbierenden Kern 28 befindet. Dies wird im allgemeinen unabhängig von der Konfiguration der Windel und des absorbierenden Kerns der Fall sein. Wie dargestellt ist, ist der Schrittpunkt 27 jedoch nicht auf der Querzentrallinie 66 in dieser speziellen Ausführungsform angeordnet, obwohl er dies bei anderen Gestaltungen der Windel oder des Kerns sein kann. Wie oben diskutiert wurde, so wird, wenn der Schrittpunkt des absorbierenden Kerns 28 bestimmt wurde, die Schrittregion bestimmt, indem man vom Schrittpunkt nach vom eine Distanz von 25% der gesamten Länge des Kerns (die als Querlinie 61 dargestellt ist) und nach hinten vom Schrittpunkt eine Distanz von 25% der gesamten Länge des Kerns (die als Querlinie 63 dargestellt ist) misst. In dieser Darstellung ist die Schrittregion die Region des Kerns, die zwischen den Querlinien 61 und 63 angeordnet ist. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, so weist der absorbierende Kern 28 eine vordere Region 52, eine hintere Region 54 und eine Schrittregion 56 auf. Wiederum wird die Schrittregion 56 des Kerns 28 durch den Ort des Schrittpunkts im Kern diktiert.
Die Oberschicht 22 ist nachgiebig, fühlt sich weich an und reizt die Haut des Trägers nicht. Weiterhin ist die Oberschicht flüssigkeitsdurchlässig und ermöglicht es Flüssigkeiten (beispielsweise Urin), leicht durch ihre Dicke hindurch zu dringen. Eine geeignete Oberschicht kann aus einem breiten Bereich von Materialien, wie porösen Schäumen, vernetzten Schäumen, mit Öffnungen versehenen Kunststoff filmen oder gewobenen oder nicht gewobenen Bahnen aus natürlichen Fasern (beispielsweise Holz- oder Baumwollfasern), syntheti sehen Fasern (beispielsweise Polyester- oder Polypropylenfasern) oder einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern hergestellt werden. Vorzugsweise ist die Oberschicht aus einem hydrophoben Material hergestellt, um die Haut des Trägers von den Flüssigkeiten, die im absorbierenden Kern enthalten sind, der auf mindestens einer Seite mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelt wurde, um es den Flüssigkeiten zu ermöglichen, leicht durch seine Dicke hindurch zu gehen, zu isolieren.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Teil der Oberschicht einem mechanischen Dehnen unterworfen, um eine Nulldehnungs-Dehnlaminat zu liefern, das die elastischen Seitenfelder bildet. Somit ist die Oberschicht vorzugsweise dehnbar, noch besser ziehbar, aber nicht notwendigerweise elastisch, so dass die Oberschicht auf ein mechanisches Dehnen hin, zumindest zu einem Grad permanent gedehnt bleibt, so dass sie nicht vollständig in ihrer ursprüngliche Konfiguration zurückkehrt. In bevorzugten Ausführungsformen kann die Oberschicht einem mechanischen Dehnen unterworfen werden, ohne eine übermäßiges Reißen oder Ziehen der Oberschicht. Somit ist es vorteilhaft, wenn die Oberschicht eine niedrige Dehngrenze in Quermaschinenrichtung (seitlicher Richtung) aufweist.
Es gibt eine Anzahl von Herstellungstechniken, die verwendet werden können, um die Oberschicht herzustellen. Beispielsweise kann die Oberschicht ein Faservliesstoff sein. Wenn die Oberschicht einen Vliesstoff umfasst, so kann dieser Stoff als Spinnvlies ausgebildet, kardiert, nass gelegt, schmelzgeblasen, hydroverfitzt oder in Kombinationen dieser Verfahren oder in ähnlicher Weise hergestellt werden. Eine bevorzugte Oberschicht wird kardiert und thermisch verbunden durch Mittel, die Fachleuten der Stoffherstellung wohl bekannt sind.
Eine bevorzugte Oberschicht umfasst Polypropylenfasern mit Stapellänge, die ein Denier von ungefähr 2,2 aufweisen. Der Ausdruck "Fasern mit Stapellänge", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf solche Fasern, die eine Länge von mindestens ungefähr 15,9 mm (0,625 in) aufweisen. Vorzugsweise weist die Oberschicht ein Basisgewicht von ungefähr 18 bis ungefähr 25 g/m² auf. Eine geeignete Oberschicht wird von Veratec Inc, einer Abteilung der International Paper Company aus Walpole, Massachusetts unter der Bezeichnung P-8 hergestellt.
Die Oberschicht 22 wird über der Körperoberfläche des absorbierenden Kerns 28 angeordnet. In bevorzugten Ausführungsformen ist ein Annahmematerial zwischen dem absorbierenden Kern 28 und der Oberschicht 22 angeordnet. Die Oberschicht 22 ist vorzugsweise damit und mit der Unterschicht 24 durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel, wie sie aus dem Stand der Technik wohl bekannt sind, verbunden. Geeignete Befestigungsmittel werden weiter unten in Bezug auf das Verbinden der Unterschicht 24 mit dem absorbierenden Kern 28 beschrieben. Der Ausdruck "verbunden", wie er hier verwendet wird, umfasst Konfigurationen, bei denen ein Element direkt am anderen Element befestigt ist, indem das Element direkt am anderen Element befestigt wird, und Konfigurationen, bei denen ein Element indirekt am anderen Element befestigt ist, indem das Element an dazwischen liegenden Elementen befestigt wird, die wiederum am anderen Element befestigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Oberschicht und die Unterschicht direkt miteinander am Umfang der Windel und indirekt miteinander, indem sie direkt mit dem absorbierenden Kern durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel verbunden sind, verbunden. In einer alternativen Ausführungsform muss der absorbierende Kern (oder das bevorzugte Annahmematerial) nicht mit der Oberschicht oder der Unterschicht verbunden sein, so dass es dem absorbierenden Kern ermöglicht wird, zwischen diesen zu schwimmen.
Die Unterschicht 24 ist undurchlässig gegenüber Flüssigkeiten (beispielsweise Urin) und sie wird vorzugsweise aus einem dünnen Kunststofffilm hergestellt, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien auch verwendet werden können. Der Ausdruck "flexibel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Materialien, die nachgiebig sind und die sich leicht der allgemeinen Form und den Konturen des menschlichen Körpers anpassen. Die Unterschicht verhindert, dass die Ausscheidungen, die im absorbierenden Kern absorbiert und enthalten sind, Artikel, die in Kontakt mit der Windel kommen, wie Bettwäsche und Unterwäsche, benässen. Die Unterschicht kann somit ein gewobenes oder nicht gewobenes Material, Polymerfilme, wie thermoplastische Filme aus Polyethylen oder Polypropylen oder zusammengesetzte Materialien, wie ein mit einem Film beschichtetes Vliesstoffmaterial, umfassen. Vorzugsweise ist die Unterschicht ein thermoplastischer Film, der eine Dicke von ungefähr 0,012 mm (0,5 Milliinch) bis ungefähr 0,051 mm (2,0 Milliinch) aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Teil der Unterschicht einem mechanischen Dehnen unterworfen, um sowohl ein "Nulldehnungs-Stretchlaminat" zu liefern, das die elastischen Seitenfelder bildet, und, wenn es gewünscht wird, den Teil der Unterschicht, der mit dem elastischen Taillenelement oder irgend einem anderen elastischen Element zusammenfällt, vorzudehnen. Somit ist die Unterschicht vorzugsweise dehnbar, noch besser ziehbar, aber nicht notwendigerweise elastisch, so dass die Unterschicht nach einem mechanischen Dehnen zumindest zu einem Teil permanent gedehnt bleibt, so dass sie nicht vollständig in ihre ursprüngliche ungestörte Konfiguration zurückkehrt. In bevorzugten Ausführungsformen kann die Unterschicht einem mechanischen Dehnen ohne einem übermäßigen Brechen oder Reißen unterworfen werden. Somit weist die Unterschicht vorzugsweise ein endgültige Dehnung bis zum Reißen von mindestens ungefähr 400% bis ungefähr 700% in der Quermaschinenrichtung auf, wie das unter Verwendung eines Verfahrens, das mit der ASTM D-638 konsistent ist, gemessen wird. Somit enthalten Polymerfilme, die für die Verwendung als Unterschicht bevorzugt werden, einen hohen Gehalt linearen Polyethylens niedriger Dichte. Speziell für die Unterschicht bevorzugte Materialien umfassen Mischungen, die aus ungefähr 45-90% linearen Polyethylens niedriger Dichte und ungefähr 10 bis 55% Polypropylen bestehen. Beispielhafte Filme, die für die Unterschicht der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, werden von der Tredegar Industries, Inc. aus Terre Haute, Indiana unter den Bezeichnungen X- 8323, RR8820, eine Mischung für gewisse Blasfilme, und RR5475, eine Mischung für gewisse gegossene Filme, hergestellt.
Die Unterschicht 24 ist vorzugsweise geprägt (typischerweise bis zu einer Dicke von ungefähr 0,127 mm (5,5 Milliinch)) und/oder gekörnt, um ihr ein kleiderartigeres Aussehen zu verleihen. Weiterhin kann die Unterschicht es ermöglichen, dass Dämpfe aus dem absorbierenden Kern entweichen können (das heißt, sie ist atmungsfähig), während, sie dennoch, verhindert, dass Ausscheidungen durch sie hindurch gehen.
Die Unterschicht 24 ist neben der unteren Oberfläche des absorbierenden Kerns 28 angeordnet und ist vorzugsweise durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel, wie sie aus dem Stand der Technik wohl bekannt sind, mit ihr verbunden. Alternativ kann ein zusätzliches Material (beispielsweise ein An nahmematerial) zwischen der Unterschicht 24 und dem absorbierenden Kern 28 platziert sein. Beispielsweise kann die Unterschicht 24 am absorbierenden Kern 28 oder irgend einem dazwischen liegenden Material durch eine gleichförmige kontinuierliche Lage eines Haftmittels, eine gemusterte Lage eines Haftmittels oder irgend eine Anordnung getrennter Linien, Spiralen oder Punkte des Haftmittels befestigt sein. Haftmittel, die sich als zufriedenstellend erwiesen haben, werden von Century Adhesives, Inc. aus Columbus, Ohio hergestellt und als Century 5227 vermarktet, und sie werden von der H. B. Füller Company aus St. Paul, Minnesota hergestellt und als HL-125 8 vermarktet. Die Befestigungsmittel werden vorzugsweise ein offenes Netzmuster von Filamenten des Haftmittels umfassen, wie das im US-Patent 4,573,986 mit dem Titel "Disposable Waist-Containment Garment", das an Minetola und Tucker am 4. März 1986 erteilt wurde, beschrieben ist. Ein beispielhaftes Befestigungsmittel mit einem offenen Netz von Filamenten umfasst mehrere Linie von Haftmittelfilamenten, die in einem Spiralmuster angeordnet sind, wie das durch die Vorrichtung und die Verfahren, die im US-Patent 3,911,173, das an Sprague Jr. am 7. Oktober 1975 erteilt wurde, im US-Patent 4,785,996, das an Ziecker et al. am 22. November 1978 erteilt wurde, und im US-Patent 4,842,666, das an Werenicz am 27. Juni 1989 erteilt wurde, beschrieben ist. Alternativ können die Befestigungsmittel Hitzebindungen Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch mechanische Bindungen oder irgend andere geeignete Befestigungsmittel oder Kombinationen dieser Befestigungsmittel, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, umfassen.
Der absorbierende Kern 28 wird irgend welche absorbierende Mittel, die Flüssigkeiten, wie Urin, und gewisse andere Körperausscheidungen absorbieren und halten können, und die die Fluidverteilungs/speichereigenschaften, die die vorliegende Erfindung definiert, liefern können, umfassen. Während der absorbierende Kern 28 in Fig. 1 in einer "I-Konfiguration" dargestellt ist, kann jede Form verwendet werden. Beispielsweise ist ein absorbierender Kern 128 in Fig. 2 in einer "Sanduhrkonfiguration" gezeigt, in der der Kern an seinen Längsrändern gekrümmte Ausschnitte auf weist, die allgemein mit 142 bezeichnet sind. Zur Darstellung ist der Schrittpunkt durch den Gegenstand 127 identifiziert. (Wie oben diskutiert wurde, wird der Schrittpunkt des absorbierenden Kerns von Träger extrapoliert). Wie gezeigt ist, liegt der Schrittpunkt 127 allgemein auf der Längszentrallinie 167 und auf der Querlinie (obwohl in dieser Ausführungsform nicht auf der Querzentrallinie) 168. Die Schrittregion wird bestimmt, indem man vom Schrittpunkt eine Distanz von 25% der gesamten Länge des Kerns (was als Querlinie 161 dargestellt ist) ausmisst, und indem man vom Schrittpunkt eine Distanz von 25% der gesamten Länge des Kerns (was als Querlinie 163 dargestellt ist) ausmisst. Die Schrittregion 156 ist die Region des Kerns zwischen den Querlinien 161 und 163. Zusätzlich zur Schrittregion 156 weist der Kern 128 eine vordere Region 152 und eine hintere Region 154 auf.
Fig. 3 zeigt eine andere Windel und die entsprechende Kernkonfiguration. Insbesondere ist die Windel 220 so konfiguriert, dass sie in die Zone geringer Bewegung des Trägers passt. (Eine Beschreibung von Artikeln mit geringer Bewegung und den entsprechenden Kernen ist im Detail im US-Patent 5,358,500, das an LaVon et al. erteilt wurde, beschrieben). Der absorbierende Kern, der allgemein als 228 bezeichnet ist, ist auch so konfiguriert, dass er in die Zone geringer Bewegung des Trägers passt.
Fig. 4 zeigt die Mittel für die Bestimmung des Schrittpunkts eines Artikels und seines absorbierenden Kerns. Betrachtet man die Fig. 4, so sind die Beine eines stehenden Trägers im Querschnitt als 301 und 302 dargestellt. Ein kontinuierliches Material 303 (beispielsweise eine Schnur oder ein Gummiband) wird einmal verdreht und dann um die Beine des Trägers an einem Punkt, der genügend dicht am Rumpf des Trägers liegt, platziert, so dass die Kreuzung 304 des Materials 303 auf den getragenen Artikel extrapoliert werden kann. Der Schrittpunkt des Kerns des Artikels ist hiermit bestimmt, und die Schrittregion des Kerns wird gemäß der obigen Beschreibung bestimmt.
Die Schrittbreite des absorbierenden Kerns, wenn er trocken und wenn er nass ist, ist bei der Bereitstellung eines verbesserten Sitzes am Träger auch wichtig. Vorzugsweise wird die Schrittbreite klein sein, sogar dann wenn sie mit Fluid benässt ist, so dass der absorbierende Kern nur ein minimales Bauschen erfährt, wenn die Beine des Trägers geschlossen werden. Im Hinblick darauf werden absorbierende Kerne, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wenn sie nass oder trocken sind, vorzugsweise eine Schrittbreite von nicht mehr als ungefähr 7 cm aufweisen. Vorzugsweise wird die Schrittbreite im trockenen und nassen Zustand nicht mehr als ungefähr 6 cm betragen, noch besser ist es, wenn sie nicht mehr als ungefähr 5 cm beträgt. Die Mittel für das Messen der Schrittbreite werden im Abschnitt Testverfahren beschrieben. Es wird weiter bevorzugt, dass am Schrittpunkt des absorbierenden Kerns, der Kern eine relativ kleine Querschnittsfläche (x-Abmessung x z-Abmessung) aufweist. Im Hinblick darauf werden absorbierende Kerne, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, vorzugsweise eine Querschnittsfläche des Schritts, wenn er trocken ist, von nicht mehr als ungefähr 2,6 cm² aufweisen. Vorzugsweise wird die Querschnittsfläche des Schritts im trockenen Zustand nicht mehr als ungefähr 1,8 cm² betragen, noch besser nicht mehr als ungefähr 1 cm², noch besser nicht mehr als ungefähr 0,6 cm² und am besten nicht mehr als ungefähr 0,4 cm². Die Mittel für das Messen der Querschnittsfläche sind im Abschnitt Testverfahren beschrieben.
Es folgt daraus, dass eine Reduktion der Querschnittsfläche und/oder der Schrittbreite eines absorbierenden Kerns mit einer gleichförmigen Kapazität pro Einheit der Oberfläche notwendigerweise die Menge des Materials, die in der Zone der typischen Flüssigkeitsabgabe vorliegt, reduziert. Bisherige Versuche, den Sitz durch das Reduzieren der Breite in der Schrittregion zu verbessern, haben dies erreicht, indem sie die Kapazität pro Einheit des Oberfläche erhöht haben, um somit die notwendige Kapazität in der Schrittregion aufrecht zu halten. Solche bisherigen Versuche benutzten zusätzliche Fasern in der Schrittregion für die Absorption der Flüssigkeit und in einigen Fällen zusätzliche Hydrogel ausbildende Polymere für eine Flüssigkeitsspeicherung. Diese Lösungen führten somit zu einem negativen Einfluss in Bezug auf die Fülligkeit, sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand. In direktem Kontrast dazu basiert die vorliegende Erfindung auf der Bewegung des Fluids, das in der Schrittregion abgelagert wurde, weg von dieser Region. Dies spielt sich in einem reduzierten Pegel der Fluidspeicherung in der Schrittregion des absorbierenden Kerns wieder. Als solcher, wird die Schrittregion des absorbierenden Kerns Materialien umfassen, die die Funktion aufweisen, Fluide weg von der Schrittregion zu verteilen. (Während die Fluidverteilung eine wichtige Funktion des Materials der Schrittregion des Kerns ist, liegt es im Umfang der Erfindung, Materialien in die Schrittregion einzuschließen, deren primäre Funktion in der Speicherung von Fluiden liegt, so lange wie die erforderlichen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erzielt werden). Insbesondere wird der absorbierende Kern der aktuellen Artikel ein Material umfassen, das eine hohe vertikale Ansaugkapazität aufweist. Die Fähigkeit, Fluid vertikal anzusaugen, das heißt eine Fluidansaugung in einer Richtung entgegengesetzt zur Schwerkraft, ist ein wichtiges Leistungsattribut, da die absorbierende Kerne in absorbierenden Artikeln in einer Art verwendet werden, bei der das zu absorbierende Fluid innerhalb des Artikels von einer relativ niedrigeren Position zu einer relativ höheren Position im absorbierenden Kern des Artikels wandern muss. Diese Fähigkeit, ein Fluid entgegen der Schwerkraft zu bewegen, stellt einen wichtigen Faktor der vorliegenden Erfindung dar, wobei angenommen wird, dass relativ kleine Mengen von Fluid in der Schrittregion des Kerns gespeichert werden sollen.
Im Hinblick darauf werden die absorbierenden Kerne ein Fluidmaterial umfassen, das eine vertikale Ansaugkapazität von mindestens ungefähr 15 g/g, vorzugsweise von mindestens ungefähr 25 g/g und noch besser von mindestens ungefähr 40 g/g bei einer Höhe von 2 cm aufweist. Alternativ wird der absorbierende Kern ein Material umfassen, das eine vertikale Ansaugabsorptionskapazität bei einer Höhe von 20 cm von mindestens ungefähr 10 g/g, vorzugsweise von mindestens ungefähr 20 g/g, noch besser von mindestens ungefähr 30 g/g, und noch besser von mindestens ungefähr 40 g/g aufweist. Alternativ wird das Material eine vertikale Ansaugabsorptionskapazität bei einer Höhe von 25 cm von mindestens ungefähr 5 g/g, vorzugsweise von mindestens ungefähr 15 g/g, noch besser von mindestens ungefähr 20 g/g, noch besser von mindestens ungefähr 30 g/g aufweisen. Alternativ wird das Material eine vertikale Ansaugabsorptionskapazität in einer Höhe von 30 cm von mindestens ungefähr 0,5 g/g, vorzugsweise von mindestens ungefähr 10 g/g, noch besser von mindestens ungefähr 20 g/g und noch besser von mindestens ungefähr 30 g/g auf weisen. Es sollte verständlich sein, dass obwohl die obigen Definitionen als Alternativen angegeben wurden, ein einziges Material mehr als eines dieser Attribute aufweisen kann.
Die absorbierenden Artikel der vorliegenden Erfindung werden auch einen absorbierenden Kern, der im Gleichgewicht mindestens ungefähr 40% der gesamten Kapazität des absorbierenden Kerns in der Schrittregion des Kerns aufweist, umfassen. Natürlich spiegelt das Speichern geringerer Mengen von Fluid in der Schrittregion des Kerns relativ zu den vorderen und hinteren Regionen des Kerns die Fähigkeit des Kernmaterials, Fluid aus der Schrittregion während des Tragens zu bewegen, wieder und verbessert somit den Sitz und den Komfort des Trägers. Im Hinblick darauf werden die absorbierenden Kerne, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, vorzugsweise weniger als ungefähr 25%, noch besser weniger als ungefähr 15% und am besten von 0 bis ungefähr 10% der gesamten Kapazität des Kerns im Gleichgewicht in der Schrittregion des Kerns aufweisen.
Wie oben diskutiert wurde, wird der absorbierende Kern ein Material umfassen, das funktioniert, um Fluid heraus aus der Schrittregion des Kerns zu verteilen. In einer Ausführungsform wird der absorbierende Kern dasselbe Material im vorderen und hinteren Teil des Kerns, wie es in seiner Schrittregion vorgesehen ist, aufweisen. Das heißt, das Verteilungsmaterial wird sich auf für eine Fluidspeicherung eignen. Alternativ kann der Kern ein anderes Speichermaterial mit höherer kapillarer Saugkraft in den vorderen und/oder hinteren Regionen des Kerns enthalten. Diese Speichermaterial wird dann die Verteilungsmaterialien mit einer geringeren kapillaren Saugkraft desorbieren.
Ein bevorzugtes absorbierendes Material, das die erforderlichen Ansaugeigenschaften liefert, ist ein offenzelliges absorbierendes Schaummaterial, das durch das Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase (nachfolgend als HIPE bezeichnet) gewonnen wird. Solche Polymerschäume können ausgebildet werden, um die erforderlichen Speichereigenschaften als auch die erforderlichen Verteilungseigenschaften zu liefern. Wenn unterschiedliche Speichermaterialien in den vorderen und hinteren Abschnitten des Kerns eingeschlossen sind, so werden die Polymerverteilungsschäume vorzugsweise Desorptionseigenschaften zeigen, die es ermöglichen, dass diese von anderen Komponenten (die höhere Absorptionsdruckwerte als der Desorptionsdruck des Verteilungsschaums aufweisen) Fluid weg nehmen. Es ist wünschenswert, dass diese Komponente die Haut des Trägers auch in "Schwallsituationen" und sogar, wenn sie einer komprimierenden Belastung unterworfen wird, trocken hält, sie weich, flexible und für den Träger des absorbierenden Artikels komfortabel ist, und sie eine relativ hohe Fluidkapazität aufweist, um somit Windeln und andere absorbierende Artikel, die die Kernkomponenten effizient verwenden, zu liefern.
Aus HIPE gewonnene Schäume, die die geforderten Verteilungseigenschaften für eine Verwendung hier liefern, sind im parallelen US-Patent 5,650,222, das auf der Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/563,866 basiert, die von Des Marais et al. am 25. November 1995 eingereicht wurde (nachfolgend als die "866-Anmeldung" bezeichnet), im US-Patent 5,387,207 (Dyer et al.), das am 7. Februar 1995 erteilt wurde, im US-Patent 5,260,345 (DesMarais et al.), das am 9. November 1993 erteilt wurde, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, beschrieben.
Polymerschäume, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind solche, die relativ offenzellig sind. Dies bedeutet, dass die einzelnen Zellen des Schaums in Verbindung mit benachbarten Zellen stehen. Die Zellen in solchen im wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen weisen Öffnungen zwischen den Zellen oder "Fenster" auf, die groß genug sind, um einen leichten Fluidtransfer von einer Zelle in die andere innerhalb der Schaumstruktur zu erlauben.
Diese im wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen werden im allgemeinen einen vernetzten Charakter aufweisen, wobei die einzelnen Zellen durch eine Vielzahl gegenseitig verbundener, dreidimensional verzweigter Netze definiert werden. Die Stränge des Polymermaterials, das diese verzweigten Netze bildet, können als "Verstrebungen" bezeichnet werden. Offenzellige Schäume, die eine typische Verstrebungsstruktur aufweisen, sind beispielsweise in den Mikrophotographien der Fig. 1 und 2 in der '866-Anmeldung gezeigt. Ein Schaummaterial ist "offenzellig", so wie das hier verstanden wird, wenn mindestens 80% der Zellen in der Schaumstruktur, die mindestens eine Größe von 1 um aufweisen, sich in Fluidverbindung mit mindestens einer benachbarten Zelle befinden.
Zusätzlich zur Eigenschaft der Offenzelligkeit sind diese Polymerschäume ausreichend hydrophil, um es dem Schaum zu erlauben, wässrige Fluide in den hier nachfolgend spezifizierten Mengen zu absorbieren. Die inneren Oberflächen der Schaumstrukturen werden hydrophil gehalten, durch verbleibende hydrophilisierende grenzflächenaktive Stoffe, die in der Schaumstruktur nach der Polymerisation belassen werden, oder durch ausgewählte Behandlungsverfahren des Schaums nach der Polymerisierung.
Die Polymerschäume können in Form von kollabierten (das heißt nicht expandierten) Polymerschäumen, die beim Kontakt mit wässrigen Fluiden sich expandieren und solche Fluide absorbieren, hergestellt werden. Siehe beispielsweise die parallele US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/563,866 und das US-Patent 5,387,207. Diese kollabierten Polymerschäume werden gewöhnlicherweise durch das Ausdrücken der Wasserphase aus dem polymerisierten HIPE-Schaum durch komprimierende Kräfte und/oder das thermische Trocknen und/oder die Vakuumentwässerung erhalten. Nach der Komprimierung und/oder dem thermisches Trocknen/der Vakuumentwässerung liegt der Polymerschaum in einem kollabierten oder nicht expandierten Zustand vor. Nicht kollabierbare Schäume, wie sie im parallelen US-Patent 5,849,805, das auf der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/542,497 basiert, und im US-Patent 5,260,345 beschrieben sind, können auch als Verteilungsmaterial verwendet werden.
Ein wichtiger Parameter dieser Schäume ist ihre Glasübergangstemperatur. Die Tg stellt den Mittelpunkt des Übergangs zwischen glasförmigen und gummiförmigen Zuständen des Polymers dar. Schäume, die eine höhere Tg als die Gebrauchstemperatur aufweisen, können sehr fest sein, aber sie werden auch starr sein und möglicherweise zum Brechen neigen. Wenn solche Schäume kollabierbar sind, werden sie typischerweise auch eine lange Zeit brauchen, um den expandierten Zustand wieder einzunehmen, wenn sie mit wässrigen Fluiden, die kälter als die Tg des Polymers sind, benässt werden, nachdem sie im kollabierten Zustand für längere Zeitdauer gelagert wurden. Die gewünschte Kombination der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Festigkeit und der Nachgiebigkeit erfordert typischerweise einen sorgfältig ausgewählten Be reich von Monomertypen und Mengen, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.
Es wurde herausgefunden, dass der spezifische Oberflächenbereich pro Schaumvolumen des Polymerschaums insbesondere für das empirische Definieren von Schaumstrukturen, die in einem kollabierten Zustand bleiben, nützlich sein kann. Weiterhin ist diese Eigenschaft wichtig für die Fähigkeit des Materials, die hier diskutierten vertikalen Ansaugabsorptionskapazitäten zu liefern. Siehe das US-Patent 5,387,207, in dem eine spezifische Fläche pro Schaumvolumen im Detail diskutiert wird. Ein "spezifischer Oberflächenbereich pro Schaumvolumen" bezieht sich auf den spezifischen Oberflächenbereich der Schaumstrukturen für das kapillare Ansaugen mal der Schaumdichte im expandierten Zustand. Polymerschäume, die einen spezifischen Oberflächenbereich pro Schaumvolumenwerte von mindestens 0,025 m²/cm³, noch besser von mindestens ungefähr 0,05 m²/cm³, noch besser von mindestens ungefähr 0,07 m²/cm³ aufweisen, haben sich empirisch als solche erwiesen, die in einem kollabierten Zustand verbleiben, und sie werden somit hier bevorzugt.
Eine andere wichtige Eigenschaft der absorbierenden Polymerschäume, die hier verwendet werden können, ist ihre freie Absorptionskapazität. Die "freie Absorptionskapazität" ist die gesamte Menge des Testfluids (synthetisches Urin), das eine gegebene Schaumprobe in seiner zellularen Struktur pro Einheit der Masse des festen Materials in der Probe absorbiert. Damit die absorbierenden Schäume speziell nützlich bei den absorbierenden Artikeln der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sollten die absorbierende Schäume eine frei Absorptionskapazität von ungefähr 55 bis ungefähr 100 ml, vorzugsweise von ungefähr 55 bis ungefähr 75 ml des synthetischen Urins pro Gramm des trockenen Schaummaterials aufweisen. Das Verfahren für das Bestimmen der freien Absorptionskapazität des Schaums ist im Abschnitt Testverfahren des '222-Patents beschrieben.
Nachdem die hier verwendbaren kollabierbaren Schäume wässrigen Fluiden ausgesetzt wurden, expandieren sie und absorbieren die Fluide. Wenn diese Schäume komprimierend auf eine Dicke von ungefähr 1/6 (17%) oder weniger ihrer voll expandierten Dicke entwässert wurden, bleiben sie in einem sehr dünnen Zustand, was eine damit zusammenhängende Erhöhung der Lagerungseffizienz und der Flexibilität bewirkt. Dies rührt von der niedrigen Dichte der expandierten Schäume her. Der "Expansionsfaktor" für diese Schäume beträgt mindest ungefähr das Vierfache, das heißt, die Dicke des Schaums in seinem expandierten Zustand entspricht mindestens ungefähr viermal der Dicke des Schaums in seinem kollabierten Zustand. Die kollabierten Schäume der vorliegenden Erfindung werden typischerweise einen Ausdehnungsfaktor im bereich von ungefähr 4x bis ungefähr 10x auf weisen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Beziehung zwischen der expandierten Dicke und der kollabierten Dicke für komprimierend entwässerte Schäume empirisch durch die folgende Gleichung angenähert werden:
Dickeexpandiert = Dickekollabiert · 0,133 · W : O Verhältnis
wobei "Dickeexpandiert" die Dicke des Schaums in seinem expandierten Zustand ist; "Dickekollabiert" die Dicke des Schaums in seinem kollabierten Zustand ist; und "W : O Verhältnis" das Wasser-zu-Öl-Verhältnis der Emulsion mit hoher interner Phase, aus der der Schaum gemacht ist. Somit würde ein typischer Schaum, der aus einer Emulsion mit einem Wasser-zu-Öl-Verhältnis von 60 : 1 hergestellt ist, einen vorhergesagten Expansionsfaktor von 8,0, das heißt eine expandierte Dicke, die dem Achtfachen der kollabierten Dicke des Schaums entspricht, aufweisen. Das Verfahren für das Messen des Expansionsfaktors ist im Abschnitt Testverfahren des '222-Patents beschrieben.
Ein wichtiges mechanisches Merkmal der absorbierenden Polymerschäume, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist ihre Festigkeit im expandierten Zustand, wie sie durch den Widerstand gegenüber einer Kompressionsablenkung (RTCD) bestimmt wird. Der RTCD, der durch die Schäume gezeigt wird, ist eine Funktion des Polymermoduls als auch der Dichte und Struktur des Schaumnetzes. Das Polymermodul wird wiederum bestimmt durch: a) die Polymerzusammensetzung, b) die Zustände, unter denen der Schaum polymerisiert wird (beispielsweise die Vollständigkeit der erhaltenen Polymerisation, insbesondere in Bezug auf eine Vernetzung), und c) das Ausmaß, mit dem das Polymer durch Restmaterial, beispielsweise Weichmacher, die in der Schaumstruktur nach der Verarbeitung belassen wurden, plastifiziert ist.
Um als Absorptionsmittel in absorbierenden Artikeln, wie Windeln verwendet zu werden, müssen die Schäume der vorliegenden Erfindung einen geeigneten Widerstand gegenüber einer Verformung oder Komprimierung durch die Kräfte, auf die man beim Gebrauch stößt, aufweisen, wenn solche absorbierenden Materialien bei der Absorption und dem Halten von Fluiden verwendet werden. Schäume, die keine ausreichende Schaumfestigkeit im Hinblick auf den RTCD besitzen, können fähig sein, akzeptable Mengen von Körperfluiden im nicht belasteten Zustand anzunehmen und zu speichern, aber sie werden solche Fluide unter Komprimierungsbelastungen, die durch die Bewegung und die Aktivität des Nutzers der absorbierenden Artikel, die den Schaum enthalten, zu leicht abgeben.
Der RTCD, der durch die Polymerschäume der vorliegenden Erfindung gezeigt wird, kann durch das Bestimmen der Größe der Verformung, die in einer Probe eines gesättigten Schaums, der unter einem gewissen Grenzdruck bei einer spezifizierten Temperatur und Zeitdauer gehalten wird, quantifiziert werden. Das Verfahren für das Ausführen dieses speziellen Typ des Tests ist im Abschnitt Testverfahren des '222-Patents beschrieben. Schäume, die als Absorptionsmittel verwendbar sind, sind solche, die einen RTCD zeigen, so dass ein Grenzdruck von 5,1 kPa eine Verformung von typischerweise ungefähr 40% oder weniger einer Komprimierung der Schaumstruktur erzeugt, wenn diese bis zu ihrer freien Absorptionskapazität mit synthetischem Urin, der eine Oberflächenspannung von 65 ± 5 Dyne/cm aufweist, gesättigt wurde. Vorzugsweise wird die Verformung, die unter solchen Bedingungen produziert wird, im Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 25%, noch besser von ungefähr 2 bis ungefähr 15%, am besten von ungefähr 2 bis ungefähr 10% liegen.
Schaumzellen und insbesondere Zellen, die durch das Polymerisieren einer ein Monomer enthaltenen Ölphase; die relativ monomerfreie Wasserphasentropfen umgibt, ausgebildet werden, werden häufig eine im wesentlichen sphärische Form aufweisen. Die Größe oder der "Durchmesser" solcher sphärischer Zellen ist ein gebräuchlicher Parameter für das Kennzeichnen von Schäumen insgesamt. Da die Zellen in eine gegebenen Probe des Polymerschaums nicht notwendigerweise ungefähr die gleiche Größe aufweisen, wird oft eine mittlere Zellgröße, das heißt ein mittlerer Zelldurchmesser spezifiziert.
Eine Anzahl von Techniken sind für das Bestimmen der mittleren Zellgröße der Schäume verfügbar. Die am besten verwendbare Technik für das Bestimmen der Zellgröße in Schäumen umfasst jedoch eine einfache Messung auf der Basis einer abgetasteten elektronenmikroskopischen Aufnahme einer Schaumprobe. Die hier angegebenen Zellgrößenmessungen basieren auf der mittleren Zellgröße des Schaums in seinem expandierten Zustand. Die Schäume, die als Absorptionsmittel für wässrige Fluide im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden vorzugsweise eine mittlere Zellgröße von ungefähr 50 um oder weniger und typischerweise von ungefähr 5 um bis 35 um aufweisen.
Die "Schaumdichte" (das heißt Gramm des Schaums pro Kubikzentimeter des Schaumvolumens in Luft) wird hier auf einer trockenen Basis spezifiziert. Die Menge des absorbierten wasserlöslichen Restmaterials, beispielsweise Restsalze und Flüssigkeit, die beispielsweise nach einer HIPE-Polymerisation, einem Waschen und/oder Hydrophilieren im Schaum belassen wurde, wird bei der Berechnung und dem Ausdrücken der Schaumdichte nicht berücksichtigt. Die Schaumdichte umfasst jedoch andere wasserunlösliche Restmaterialien, wie Emulgatoren, die im Polymerschaum vorhanden sind. Solche Restmaterialien können der Masse des Schaummaterials tatsächlich einen beachtlichen Betrag hinzufügen.
Jedes geeignete gravimetrische Verfahren, das eine Bestimmung der Masse des festen Schaummaterials pro Volumeneinheit der Schaumstruktur ergibt, kann verwendet werden, um die Schaumdichte zu messen. Beispielsweise ist ein gravimetrisches ASTM-Verfahren, das vollständiger im Abschnitt Testverfahren des US-Patents 5,387,207 beschrieben ist, ein Verfahren, das für die Dich tebestimmung verwendet werden kann. In ihrem kollabierten Zustand weisen Polymerschäume der vorliegenden Erfindung, die als Absorptionsmittel verwendet werden können. Dichtewerte auf trockener Basis im Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,2 g/cm³, vorzugsweise von ungefähr 0,11 bis ungefähr 0,15 g/cm³ und am besten von ungefähr 0,12 bis ungefähr 0,14 g/cm³ auf. In ihrem expandierten Zustand weisen Polymerschäume der vorliegenden Erfindung, die als Absorptionsmittel verwendet werden können. Dichtewerte auf trockener Basis im Bereich von ungefähr 0,010 bis ungefähr 0,018 g/cm³, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,013 bis ungefähr 0,018 g/cm³ auf.
Geeignete absorbierende Schäume werden im allgemeinen speziell wünschenswerte und nützliche Eigenschaften für das Handhaben des Fluids und die Absorption zeigen. Insbesondere wenn der Schaum als primäres Verteilungsmaterial in einem absorbierenden Kern der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist die Fähigkeit, Fluid von der Schrittregion des Kerns zu den vorderen und/oder hinteren Regionen des Kerns zu bewegen, wichtig. Die Eigenschaften der Fluidhandhabung und der Absorptionsfähigkeit die für die Fluidverteilungsschäume am wichtigsten sind, sind: A) die Rate des vertikalen Ansaugens des Fluids durch die Schaumstruktur, und B) die Absorptionskapazität des Schaums bei speziell angegebenen Ansaughöhen. Eine andere wichtige Eigenschaft der Schäume ist ihre Fähigkeit Fluid aus konkurrierenden absorbierenden Strukturen, mit denen der Schaum in Kontakt kommen kann, zu ziehen (von diesen zu trennen).
Das vertikale Ansaugen, das heißt das Ansaugen des Fluids in einer Richtung entgegengesetzt zur Schwerkraft, ist ein speziell wünschenswertes Leistungsattribut für die absorbierenden Schäume hier. Diese Schäume werden häufig in absorbierenden Artikeln in einer Art verwendet, dass das Fluid, das zu absorbieren ist, im Artikel von einer relativ niedrigen Position zu einer relativ höheren Position im absorbierenden Kern des Artikels bewegt werden muss. Somit ist die Fähigkeit dieser Schäume, Fluid entgegen der Schwerkraft anzusaugen, insbesondere für ihre Funktion als absorbierende Materialien in den vorliegenden absorbierenden Artikeln relevant.
Der Test für die vertikale Ansaugabsorptionskapazität misst die Menge des Testfluids pro Gramm des absorbierenden Schaums, die sich in jeden ein Inch großen (2,54 cm großen) vertikalen Abschnitt derselben Schaumprobe der Standardgröße, die beim vertikalen Ansaugtest verwendet wird, befindet. Eine solche Bestimmung wird im allgemeinen vorgenommen, nachdem es der Probe ermöglicht wurde, vertikal Testfluid bis zum Gleichgewicht (das heißt nach ungefähr 18 Stunden) anzusaugen. Der Test für die vertikale Ansaugabsorptionskapazität wird detaillierter im Abschnitt Testverfahren des US-Patents 5,387,207 beschrieben.
Eine andere wichtige Eigenschaft von absorbierenden Schäumen, die in den Kernen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist ihr kapillarer Absorptionsdruck. Der kapillare Absorptionsdruck bezieht sich auf die Fähigkeit des Schaums, ein Fluid vertikal anzusaugen. (Siehe P. K. Chatterjee und H. V. Nguyen in "Absorbency", Textile Science and Technologie, Vol. 7, P. K: Chatterjee, Ed.; Eisevier: Amsterdam, 1985; Kapitel 2]. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist der interessierende kapillare Absorptionsdruck der hydrostatische Druck, bei dem die vertikal angesaugte Fluidbeladung 50% der freien Absorptionskapazität unter Gleichgewichtsbedingungen bei 31ºC beträgt. Der hydrostatische Druck wird durch eine Säule eines Fluids (bei spielsweise synthetischer Urin) der Höhe h dargestellt. Die bevorzugten hier verwendbaren absorbierenden Schäume werden damit sie speziell für die Verwendung in absorbierenden Artikeln für das Absorbieren von wässrigen Fluiden verwendet werden können, einen kapillaren Absorptionsdruck von mindestens ungefähr 24 cm aufweisen. (Schäume, die hier verwendet werden können, weisen typischerweise einen Absorptionsdruck von mindestens ungefähr 30 cm, noch besser von mindestens ungefähr 40 cm auf).
In solchen Ausführungsformen, bei denen das Verteilungsmaterial nicht speziell für das Speichern der absorbierten Fluide geeignet ist, wird der absorbierende Kern auch ein Material oder eine Kombination von Materialien umfassen, deren primäre Funktion die Speicherung von absorbierten Fluiden ist. Das Fluidspeichermaterial dient zum Speichern von Körperausscheidungen weg vom Körper des Trägers, um so dem Träger ein Gefühl der Trockenheit zu vermitteln. Die Speichermaterialien werden in Fluidkontakt mit den Verteilungsmaterialien gehalten, so dass Urin oder andere wässrige Körperfluide, die durch das Verteilungsmaterial absorbiert wurden, durch das Fluidspeichermaterial desorbiert werden können. Wenn die Speichermaterialien in den vorderen und/oder hinteren Regionen des absorbierenden Kerns angeordnet sind, so liefert der Kern die Vorteile des guten Sitzes durch das Speichern des Großteils des absorbierten Fluids entfernt von der Schrittregion des Artikels.
Jedes Material, das das Verteilungsmaterial desorbieren kann, kann als Speichermaterial verwendet werden. Beispielsweise kann das Speichermaterial Hydrogel ausbildende Polymere, die wasserunlöslich aber in Wasser quellbar sind und die große Mengen von Fluiden absorbieren können, umfassen. Solche Polymere werden allgemein als "Hydrocolloide" oder "superabsorbierende" Materialien bezeichnet, und sie können Polysaccharide, wie Carboxymethylstärke, Carboxylmethylzellulose und Hydroxypropylzellulose, nicht ionogene Typen, wie Polyvinylalkohol und Polyvinylether, kationische Typen wie Polyvinylpyridin, Polyvinylmorpholinion und N,N-Dimethylaminoethyl oder N,N-Diethylaminopropylacrylate und Methacrylate und die jeweiligen quartären Salze davon umfassen. Typischerweise weisen Hydrogel ausbildende absorbierende Polymere, die hier verwendet werden können, eine Vielzahl von anionischen funktionellen Gruppen, wie Schwefelsäure und noch typischer Carboxygruppen auf. Beispiele von Polymeren, die für die Verwendung hier geeignet sind, umfassen solche, die aus polymerisierbaren, nicht gesättigten, Säure enthaltenden Monomeren hergestellt werden. Somit umfassen solche Monomere die olefinisch ungesättigten Säuren und Anhydride, die mindestens eine olefinische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthalten. Noch spezifischer können diese Monomere aus olefinisch ungesättigten Carboxylsäuren und Säureanhydriden, olefinisch ungesättigten Schwefelsäuren und Mischungen daraus ausgewählt werden.
Einige nicht saure Monomere können auch, gewöhnlicherweise in geringen Mengen, bei der Herstellung der Hydrogel ausbildende absorbierenden Polymere eingefügt werden. Solche nicht sauren Monomere können beispielsweise die wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Ester der Säure enthaltenden Monomere als auch Monomere, die überhaupt keine Carboxyl- oder Schwefelestergruppen enthalten, einschließen. Optionale nicht saure Monomere können Monomere einschließen, die die folgenden Typen funktionaler Gruppen enthalten: Carboxylsäure oder Schwefelsäureester, Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Aminogruppen, Nitrilgruppen, quartäre Ammoniumsalzgruppen, Arylgruppen (beispielsweise Phenylgruppen, wie sie aus einem Styrenmo nomer hergestellt werden). Diese nicht sauren Monomere sind wohl bekannte Materialien und sie sind detaillierter beispielsweise im US-Patent 4,076,663 (Masuda et al.), das am 28. Februar 1978 erteilt wurde, und im US-Patent 4,062,817 (Westerman), das am 13. Dezember 1977 erteilt wurde, beschrieben.
Olefinisch ungesättigte Carboxylsäure und Carboxylsäureanhydridmonomere umfassen die Acrylsäuren, die durch die Acrylsäure selbst, die Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, α-Cyanacrylsäure, β-Methylacrylsäure (Crotonsäure), α-Phenylacrylsäure, β-Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorsorbinsäure, Angelicasäure, Cinamicsäure, p-Chlorocinamicsäure, β-Sterylacrylsäure, Itaconsäure, Zitronensäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconsäure, Maleinsäure, Fumarinsäure, Tricarboxyethylen- und Maleinsäureanhydride typisiert werden.
Olefinisch ungesättigte Schwefelsäuremonomere umfassen aliphatische oder aromatische Vinylschwefelsäuren, wie Vinylschwefelsäure, Allylschwefelsäure, Vinyltoluenschwefelsäure und Styrenschwefelsäure, Acryl- und Methacrylschwefelsäure, wie Schwefelethylacrylat, Schwefelethylmethacrylat, Schwefelpropylacrylat, Schwefelpropylmethacrylat, 2-Hydroxy-3-Methacryloxypropoylschwefelsäure und 2-Acrylamid-2-Methylpropanschwefelsäure.
Für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung bevorzugte Hydrogel ausbildende absorbierende Polymere enthalten Carboxylgruppen. Diese Polymere umfassen hydrolysierte Stärke-Acrylonitril-Kraft-Copolymere, teilweise neutralisierte, hydrolisierte Stärke-Acrylonitril-Kraft-Copolymere, Stärke-Acryl- Säure-Kraft-Copolymere, teilweise neutralisierte Stärke-Acryl-Säure-Kraft- Copolymere, verseifte Vinylacetat-Acrylester-Copolymere, hydrolysierte Ac rylonitril- oder Arylamid-Copolymere, leicht vemetzte Polymere aus jedem der vorangegangenen Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere der teilweise neutralisierten Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder allein oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Polymeren verwendet werden. Beispiele dieser Polymermaterialien sind im US-Patent 3,661,875, im US-Patent 4,076,663, im US- Patent 4,093,776, im US-Patent 4,666,983 und im US-Patent 4,734,478 beschrieben.
Die am meisten für eine Verwendung hier bevorzugten Polymermaterialien sind leicht vernetzte Polymere teilweise neutralisierter Polyacrylsäuren und Stärkederivate davon. Am besten umfassen die Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere ungefähr 50 bis ungefähr 95%, vorzugsweise ungefähr 75% neutralisierter, leicht vernetzter Polyacrylsäure (das ist Poly-(Natrium-Acrylat/Acryl-Säure)). Das Vernetzen macht das Polymer im wesentlichen wasserunlöslich und bestimmt zum Teil die Absorptionskapazität und die Eigenschaften des extrahierbaren Polymergehalts der Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere. Verfahren für das Vernetzen dieser Polymere und typische Vernetzungsmittel sind detaillierter im US-Patent 4,076,663 beschrieben.
Hydrogel ausbildende Polymere können wahlweise mit Fasermaterialien kombiniert werden, um das Speichermaterial auszubilden. Die Fasermaterialien erleichtern unter anderem die Aufnahme von Fluid durch das Hydrogel ausbildende Polymer. Nichtsdestotrotz kann es bevorzugt werden, relativ hohe Konzentrationen des Hydrogel ausbildenden Polymers zu verwenden, während zur selben Zeit das Gelblockierphänomen, das von vielen Hydrogel ausbildenden Polymeren gezeigt wird, verhindert werden soll. Die Verwendung von hohen Konzentrationen von Hydrogel bildenden Polymeren ist detaillierter im US-Patent 5,599,355 (Goldman et al.) und im US-Patent 5,562,646 (Goldman et al.) beschrieben.
Speichermaterialien, die Hydrogel ausbildende Polymere umfassen, können auch Fasermaterialien umfassen, um ein Fasernetz oder Fasermatritzen auszubilden. Fasern, die hier verwendet werden können, umfassen solche, die als natürlich auftretende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) erscheinen als auch synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele geeigneter nicht modifizierter/modifizierter natürlich auftretender Fasern umfassen Baumwolle, Espartogras, Zuckerrohr, Grannenhaar, Flachs, Seide, Wolle, Zellstoff, chemisch modifizierter Holzzellstoff, Jute, Reyon, Ethylzellulose und Zelluloseacetat. Geeignete synthetische Fasern können aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylen, wie Orion®, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, nicht löslicher oder löslicher Polyvinylalkohol, Polyolefinen, wie Polyethylen (beispielsweise PULPEX®) und Polypropylen, Polyamide, wie Nylon, Polyester wie DACRON® oder KODEL®, Polyurethyne, Polystyrene und dergleichen hergestellt werden. Die verwendeten Fasern können nur natürlich auftretende Fasern, nur synthetische Fasern oder jede kompatible Kombination natürlich auftretender und synthetischer Fasern umfassen.
Die verwendeten Fasern können hydrophil oder hydrophob sein, oder sie können eine Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Fasern darstellen. Der Ausdruck "hydrophil", wie er hier verwendet wird, beschreibt Fasern oder Oberflächen von Fasern, die durch wässrige Fluide (beispielsweise wässrige Körperfluide), die auf diesen Fasern abgelagert werden, benetzbar sind. Die Hydrophilie und die Benetzbarkeit werden typischerweise in Ausdrücken des Kontaktwinkels und der Oberflächenspannung der beteiligten Fluide und Feststoffe definiert. Dies ist detaillierter in der Veröffentlichung der American Chemical Society mit dem Titel "Contact Angle, Wettability and Adhesion", herausgegeben von Robert F. Gould (Copyright 1964) beschrieben. Eine Faser oder eine Oberfläche einer Faser wird durch ein Fluid benetzt (das heißt, sie ist hydrophil), wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen dem Fluid und der Faser oder seiner Oberfläche kleiner als 90º ist, oder wenn das Fluid dazu neigt, sich spontan über die Oberfläche der Faser zu verteilen, wobei normalerweise beide Zustände gemeinsam vorherrschen. Im Gegensatz dazu wird eine Faser oder Oberfläche als hydrophob angesehen, wenn der Kontaktwinkel größer als 90º ist und sich das Fluid nicht spontan über der Oberfläche der Faser verteilt.
Für hier verwendbare Speichermaterialien wird die Verwendung hydrophiler Fasern bevorzugt. Für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete hydrophile Fasern umfassen Zellulosefasern, modifizierte Zellulosefasern, Reyon, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (beispielsweise DACRON®), hydrophiles Nylon (HYDROFIL®) und dergleichen. Geeignete hydrophile Fasern kann man auch durch das Hydrophilisieren hydrophober Fasern, wie bei mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelte oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die daraus gewonnen werden, beispielsweise Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacryle, Polyamide, Polystyrene, Polyurethane und dergleichen, gewinnen. Aus Gründen der Verfügbarkeit und der Kosten werden Zellulosefasern, insbesondere Holzzellstofffasern für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
Geeignete Holzzellstofffasern kann man aus wohl bekannten chemischen Verfahren, wie Kraftverfahren und Sulfitverfahren, erhalten. Es wird insbesondere bevorzugt, diese Holzzellstofffasern aus südlichen Weichhölzern zu gewinnen, da sie überlegene Absorptionseigenschaften aufweisen. Diese Holzzellstofffasern kann man auch aus mechanischen Verfahren, wie Holzschliff, mechanischen, thermomechanischen, chemisch-mechanischen und chemisch-thermomechanischen Zellstoffverfahren erhalten. Recycelte oder sekundäre Holzzellstofffasern als auch gebleichte und ungebleichte Holzzellstofffasern können verwendet werden.
Eine wünschenswerte Quelle für in der vorliegenden Erfindung verwendbare hydrophile Fasern sind chemisch versteifte Zellulosefasern. Der Ausdruck "chemisch versteifte Zellulosefasern", wie er hier verwendet wird, bezeichnete Zellulosefasern, die durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifheit der Fasern im trockenen und im wässrigen Zustand zu erhöhen. Solche Mittel können das Hinzufügen eines chemischen Versteifungsmittels, das beispielsweise die Fasern bedeckt und/oder imprägniert, einschließen. Solche Mittel können auch das Versteifen der Fasern durch das Ändern der chemischen Struktur, beispielsweise durch das Vernetzen von Polymerketten einschließen.
Polymerversteifungsmittel, die die Zellulosefasern bedecken oder imprägnieren können, umfassen: kationisch modifizierte Stärken, die Stickstoff enthaltende Gruppen (beispielsweise Aminogruppen) aufweisen, wie sie von der National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA erhältlich sind, Latexe, nassfeste Harze, wie Polyamidepichlorhydrinharz (beispielsweise Kymene® 557H, Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, USA), Polyacrylamidharze, die beispielsweise im US-Patent 3,556,932 (Coscia et al.), das am 19. Januar 1971 erteilt wurde, beschrieben sind, kommerziell erhältliche Polyacrylamide, die von der American Caynamid Co. aus Stamford, CT, USA unter dem Markennamen Parez® 631 NC erhältlich sind, Harnstoffformaldehyd- und Melaminformaldehydharze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Abhandlung über nassfeste Harze, die in der Papierindustrie verwendet werden und hier allgemein anwendbar sind, kann man in der TAPPI-Monographie Nr. 29 "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965) finden.
Diese Fasern können auch durch eine chemische Reaktion versteift werden. Beispielsweise können Vernetzungsmittel auf die Fasern angewandt werden, die nach der Anwendung veranlasst werden, Vernetzungsbindungen zwischen den Fasern chemisch zu bilden. Diese Vernetzungsmittel können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Während die Verwendung von Intrafaservernetzungsbindungen, um die Faser chemisch zu versteifen, bevorzugt wird, sollen andere Typen von Reaktionen für ein chemisches Versteifen der Fasern nicht ausgeschlossen werden.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter Form versteift sind (das heißt individualisiert versteifte Fasern, als auch Verfahren für ihre Herstellung) sind beispielsweise im US-Patent 3,224,926 (Bernardin), das am 21. Dezember 1965 erteilt wurde, im US-Patent 3,440,135 (Chung), das am 22. April 1969 erteilt wurde, im US-Patent 3,932,209 (Chatterjee), das am 13. Januar 1976 erteilt wurde, und im US-Patent 4,035,147 (Sangenis et al.), das am 12. Juli 1977 erteilt wurde, beschrieben. Noch mehr bevorzugte versteifte Fasern sind im US-Patent 4,822,435 (Dean et al.), das am 18. April 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,888,093 (Dean et al.), das am 19. Dezember 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,898,642 (Moore et al.), das am 6. Februar 1990 erteilt wurde, und im US-Patent 5,137,537 (Herrow et al.), das am 11. August 1992 erteilt wurde, beschrieben.
Bei den stärker bevorzugten versteiften Fasern umfasst die chemische Verarbeitung eine Intrafaservernetzung mit Vernetzungsmitteln, während sich solche Fasern in einem relativ dehydrierten, aufgefaserten (das heißt individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Geeignete chemische Versteifungsmittel sind typischerweise monomere Vemetzungsmittel, die in nicht einschränkender Weise C&sub2;-C&sub8; Dialdehyd, C&sub2;-C&sub8; Monoaldehyde, die eine saure Funktionalität aufweisen, und insbesondere C&sub2;-C&sub9; Polycarboxylsäuren einschließen. Diese Verbindungen können mit mindestens zwei Hydroxylgruppen in einer einzigen Zellulosekette oder in nahe beieinander angeordneten Zelluloseketten in einer einzelnen Faser reagieren. Spezielle Beispiele solcher Vernetzungsmittel umfassen in nicht einschränkender Weise Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd, Glyoxylsäure, Oxydisuccinsäure und Zitronensäure. Die Wirkung der Vernetzung unter diesen Bedingungen besteht darin, Fasern auszubilden, die versteift sind und die dazu neigen, ihre verdrehte, gekräuselte Konfiguration während der Verwendung in thermisch verbundenen absorbierenden Strukturen hier beizubehalten. Solche Fasern und Verfahren für ihre Herstellung sind in den oben angegebenen Patenten beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Fasern sind verdreht und gekräuselt und können sowohl durch die Angabe einer "Faserverdrehungszahl" als auch eines "Faserkräuselungsfaktors" quantifiziert werden. Der Ausdruck "Verdrehungszahl", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Anzahl der Verdrehungsknoten, die in einer gewissen Länge der Faser vorhanden sind. Die Verdrehungs zahl wird als ein Mittel für das Messen, bis zu welchem Grad eine Faser um ihre Längsachse gedreht ist, verwendet. Der Ausdruck "Verdrehungsknoten" bezieht sich auf eine im wesentlichen axiale Rotation um 180º um die Längsachse der Faser, wobei ein Teil der Faser (das ist der "Knoten") relativ zum Rest der Faser dunkel erscheint, wenn man diese unter einem Mikroskop mit Durchlicht betrachtet. Der verdrehte Knoten erscheint an Orten dunkel, an denen das Durchlicht durch die vorher erwähnte Rotation durch eine zusätzliche Faserwand hindurch geht. Die Distanz zwischen Knoten entspricht einer axialen Drehung von 180º. Die Anzahl der Verdrehungsknoten in einer gewissen Länge der Fasern (das ist die Verdrehungszahl) zeigt direkt den Grad der Faserverdrehung an, wobei dieser einen physikalischen Parameter der Faser darstellt. Die Verfahren für das Bestimmen der Verdrehungsknoten und der gesamten Verdrehungszahl sind im US-Patent 4,898,642 beschrieben.
Die bevorzugten versteiften Fasern werden eine mittlere Verdrehungszahl der trockenen Faser von mindestens ungefähr 2,7, vorzugsweise von mindestens ungefähr 4,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter aufweisen. Weiterhin sollte die mittlere Verdrehungszahl der nassen Fasern mindestens ungefähr 1,8, vorzugsweise mindestens ungefähr 3,0 betragen, und es sollten vorzugsweise auch mindestens ungefähr 0,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter weniger als bei der mittleren Verdrehungszahl der trockenen Fasern vorhanden sein. Es ist sogar noch vorteilhafter, wenn die mittlere Verdrehungszahl der trockenen Faser mindestens ungefähr 5,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter aufweist, und wenn die mittlere Verdrehungszahl der nassen Faser mindestens ungefähr 4,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter beträgt und mindestens ungefähr 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter kleiner ist als die mittlere Verdrehungszahl der trockenen Faser. Am besten ist es, wenn die mittlere Verdrehungszahl der tro ckenen Faser mindestens ungefähr 6,5 Verdrehungsknoten pro Millimeter beträgt, und wenn die mittlere Verdrehungszahl der nassen Faser mindestens ungefähr 5,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter beträgt und sie mindestens 1,0 Verdrehungsknoten pro Millimeter kleiner als die mittlere Verdrehungszahl der trockenen Faser ist.
Zusätzlich zur Verdrehung sind diese bevorzugten versteiften Fasern auch gekräuselt. Die Faserkräuselung kann als die bruchteilmäßige Verkürzung der Faser durch Knicke, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser beschrieben werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Faserkräuselung in Ausdrücken einer zweidimensionalen Ebene gemessen. Das Ausmaß der Faserkräuselung kann durch Bezug auf einen Faserkräuselungsfaktor quantifiziert werden. Der Faserkräuselungsfaktor, ein zweidimensionales Maß der Kräuselung, wird durch das Betrachten der Faser in einer zweidimensionalen Ebene bestimmt. Um den Kräuselungsfaktor zu bestimmen, werden die projizierte Länge der Faser als die längste Abmessung eines zweidimensionalen Rechtecks, das die Faser umgibt, LR, und die tatsächliche Länge der Faser LA beide gemessen. Der Faserkräuselungsfaktor 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 werden die versteiften Fasern einen Kräuselungsfaktor von mindestens ungefähr 0,30 aufweisen, wobei es noch besser ist, wenn sie einen Kräuselungsfaktor von mindestens ungefähr 0,50 aufweisen.
Diese chemisch versteiften Zellulosefasern weisen gewisse Eigenschaften auf, die sie in absorbierenden Elementen der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu nicht versteiften Zellulosefasern speziell nützlich macht. Zusätzlich dazu, dass sie hydrophil sind, weisen diese versteiften Fasern einzigartige Kombinationen von Steifigkeit und Elastizität auf. Diese ermöglicht es, dass thermisch verbundene absorbierende Strukturen, die mit diesen Fasern hergestellt werden, hohe Pegel der Absorptionsfähigkeit aufrecht halten, und dass sie hohe Pegel der Elastizität und eine expandierende Reaktion auf ein Benetzen zeigen. Insbesondere ermöglicht die Elastizität dieser versteiften Fasern, dass das absorbierende Element seine Kapillarstruktur im Vorhandensein von Fluid und von komprimierenden Kräften, auf die man normalerweise während des Gebrauchs stößt, besser beibehält und somit einen größeren Widerstand gegenüber einem Kollabieren zeigt.
Ein bevorzugtes Speichermaterial für das Verwirklichen der vorliegenden Erfindung umfasst Polymerschaummaterial, das aus HIPEs gewonnen wurde. Diese Materialien werden vorzugsweise einen ausreichenden Absorptionsdruck aufweisen, um das Verteilungsmaterial zu desorbieren, um somit eine reduzierte Fluidspeicherung in der Schrittregion des Artikels zu liefern. Ein einziges Material kann jedoch, wie das dargestellt wurde, sowohl als Verteilungsmaterial als auch als Speichermaterial in den vorliegenden Artikeln dienen.
Die Schäume, die oben in Bezug auf die Verteilungskomponente der vorliegenden absorbierenden Artikel beschrieben wurden, können auch als Speicherkomponente der Artikel verwendet werden. Besonders bevorzugt werde kollabierbare Polymerschaummaterialien, die beim Kontakt mit wässrigen Fluiden (insbesondere wässrigen Körperfluiden, wie Urin) expandieren können und diese Fluide absorbieren. Diese absorbierenden Polymerspeicherschaummaterialien umfassen eine hydrophile, flexible, nichtionogene Polymerschaumstruktur von miteinander verbundenen offenen Zellen, wie das beispielsweise im US-Patent 5,387,207 (Dyer et al.), das am 7. Februar 1995 erteilt wurde, und im parallelen US-Patent 5,650,222 beschrieben ist.
Das Speicherschaummaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, liefert absorbierende Schäume sehr niedriger Dichte. Für eine gegebenen expandierte Dicke verwenden diese Schäume geringer Dichte das verfügbare Polymermaterial effizienter. Als Ergebnis liefern die absorbierenden Schäume geringerer Dichte ein ökonomisch attraktives Mittel, um dünnere absorbierende Kerne für absorbierende Artikel, wie Windeln, Inkontinenzpads für Erwachsene oder Einlagen, Damenbinden und dergleichen zu liefern. Dies wird erreicht, während die gewünschte Absorptionsfähigkeit und die mechanischen Eigenschaften geliefert werden.
Die Materialien, die im absorbierenden Kern der vorliegenden Artikel verwendet werden, können in einer Vielzahl von Arten angeordnet werden, so lange wie das erforderliche Verteilungsmaterial in der Schrittregion eingeschlossen ist. Wie oben diskutiert wurde, findet vorzugsweise eine relativ geringe Fluidspeicherung in der Schrittregion statt. Somit wird, während Speichermaterialien, die keine Funktion für das Verteilen von Fluid aufweisen, in der Schrittregion des absorbierenden Kerns vorhanden sein können, das primäre Material der Schrittregion ein Verteilungs- oder Wiederverteilungs/Speicher-Material sein.
Die absorbierenden Kerne, die hier verwendet werden können, können getrennte Komponenten für die Verwendung im Schritt und den vorderen und hinteren Teilen des absorbierenden Kerns umfassen. Fig. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die Elemente eines absorbierenden Kerns 428 darstellt. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, so umfasst der absorbierende Kern 428 ein vorderes Feld 420 und ein hinteres Feld 430, die beide aus absorbierendem Material, vorzugsweise aus einem Material, das für die Fluidspeicherung geeignet ist, hergestellt sind. Fig. 5 zeigt weiter einen zentralen Abschnitt 451 des absorbierenden Materials, der über den vorderen und hinteren Feldern 20 und 430 liegt. Das Material dieses zentralen Abschnitts 451 umfasst ein Fluidverteilungsmaterial, das die vertikalen Ansaugabsorptionskapazitäten, wie sie oben diskutiert wurden, aufweist, oder ein Material, das die erforderlichen Verteilungs- und Speichereigenschaften aufweist.
Der zentrale Abschnitt 451 kann mehrere Streifen absorbierenden Materials umfassen, wobei jeder eine individuelle Form, Breite, Länge und Dicke besitzen kann. Beispielsweise ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein relativ dünner, flexibler, elastischer, Polymerschaumstreifen 451 vorzugsweise aus demselben Fluidverteilungs/speichermaterial wie die vorderen und hinteren Felder 420 und 430 hergestellt. In Fig. 5 ist auch ein Annahmematerial 452 dargestellt.

Testverfahren

A. Gesamte Absorptionskapazität des Artikels und prozentuale Kapazität der Schrittregion

Das folgende Protokoll soll die gesamte Absorptionskapazität (TAC) als auch die Kapazität der Schrittregion (CRC) des Artikels liefern. Das Protokoll verwendet Daten, die durch das Testen des Gebrauchs von Testartikeln durch Teilnehmer gewonnen wurden.

Auswahl der Teilnehmer

Die Teilnehmer sollten gemäß dem Gewicht im vorgesehenen Größenbereich der zu testenden Artikel ausgewählt werden. Aktuell stellen sich die Artikelgrößen und die Gewichte der Babys für die vermarkteten Pampers, Luvs und Huggies folgendermaßen dar (vom 25. März 1997):
* 1 lbs entspricht 0,454 kg
Eine Gruppe von 100 Teilnehmern sollte gleichförmig über dem passenden Gewichtsbereich relativ zur Größe der zu testenden Artikel und der vorgesehenen Nutzergruppe ausgewählt werden. Man beachte: die obigen Größen gelten für aktuell vermarktete Artikel und können sich ändern, wenn die Gestalt und die Größen der Artikel geändert werden.
Nach dem Auswahlschritt sollten 30 Teilnehmer aus der Gruppe zufällig ausgewählt werden.

Vorbereitung des Artikels

- Die Testartikel werden gewogen, um das Gewicht des trockenen Artikels zu liefern.
- Der Teilnehmer entfernt den Artikel, den das Kind trägt, wenn der Test beginnt, das heißt den eigenen Artikel des Teilnehmers, und legt den Testartikel auf die normale Weise, wie er es immer ausführt, an.
- Wenn der Testartikel angelegt ist, platziert der Teilnehmer den Träger in einer stehenden Position, und der Schrittpunkt wird so bestimmt, wie das vorher in dieser Anmeldung beschrieben wurde.
- Der Schrittpunkt wird dann auf der Außenseite des Testartikels in permanenter Weise markiert.
- Die Beladungszone wird dann durch das Messen vom Schrittpunkt zum passenden Genitalpunkt nach vorne in Abhängigkeit vom Geschlecht und der Größe des Trägers bestimmt. Die Distanz vom Schrittpunkt nach vorne bei Mädchen mittlerer Größe beträgt 3,18 cm (1,25 Inch). Die Distanz vom Schrittpunkt nach vom bei Buben mittlerer Größe liegt bei 6,36 cm (2,5 Inch).
- Ein Fachmann wird erkennen, dass diese Distanzen mit der Größe des Trägers zunehmen oder abnehmen. Somit kann für die anderen Größen die Distanz durch das Plazieren des Trägers in einer stehenden Position und das Bestimmen des Schrittpunkts, wie das vorher spezifiziert wurde, und dann das Messen vom Schrittpunkt zur Harnröhre oder Basis des Penis bestimmt werden.
- Wenn die Beladungszone bestimmt wurde, so wird die Distanz von der vorderen Taille bis zur Beladungszone gemessen. Diese Distanz wird verwendet, um die Länge des Beladungsrohres, das in den Artikel während der Beladung mit synthetischem Urin eingeschoben wird, zu bestimmen.

Synthetischer Urin

Das für den Test zu verwendende Testfluid ist synthetischer Urin (Syn-Urin). Diese wässrige Zusammensetzung umfasst die folgenden Komponenten, die in destilliertem Wasser gelöst sind:
Komponente Prozentsatz
KCL 2,0 g/l
Na&sub2;SO&sub4; 2,0 g/l
(NH&sub4;)H&sub2;PO&sub4; 0,85 g/l
(NH&sub4;)&sub2;HPO&sub4; 0,15 g/l
CaCl&sub2; 0,19 g/l
MgCl&sub2; 0,23 g/l
- Die Temperatur des synthetischen Urinbads wird bei 37ºC gehalten. Ein geeignet erwärmtes Bad ist Lauda M20-B, erhältlich von VWR Scientific Products.
- Lieferpumpen sollen verwendet werden, um den synthetischen Urin vom erhitzten Bad in den Artikel zu pumpen. Das Volumen und die Lieferrate sollte bei 75 ml bei 15 ml/s liegen. Geeignete Pumpen umfassen Masterflex Modelle 7550-06 oder 7542-00, die von Cole Partner Instrument Company erhältlich sind. Der innere Durchmesser des Beladungsrohres sollte bei 0,318 cm (0,125 Inch) liegen.

Protokoll

- Wenn die Artikel angewandt und vermarktet werden, wie das oben beschrieben ist, so werden lose passende Unterhosen aus blauer Baumwolle abgewogen, um ein Gewichts der trockenen Unterhose zu liefern, und dann wird die Unterhose über den Testartikel angebracht, so dass ein Auslaufen leicht identifiziert und gemessen werden kann.
- Die Testartikel werden dann durch das Einschieben eines Beladungsrohres bis zur vorbestimmten Distanz, wie sie von der Taille gemessen wird, und das Aufbringen der spezifizierten Beladung mit der spezifizierten Rate beladen.
- Zwischen den Beladungen kehren die Träger zu normalen Aktivitäten zurück.
- Die Artikel werden mit der spezifizierten Beladung und Rate alle 10 Minuten beladen, das heißt, es liegen Intervalle von 10 Minuten zwischen den Beladungen. Vor jeder Beladung werden die Baumwollunterhosen auf ein Auslaufen hin geprüft.
- Diese Beladungen werden fortgesetzt, bis 1 Gramm der Fluids aus dem Artikel auf die Baumwollunterhose ausläuft. Das kann durch das Entfernen der Unterhose und das Wiegen der Unterhose bestimmt werden.
- Wenn 1 Gramm Fluid in die Unterhose ausgelaufen ist, so wird der Testartikel entfernt und sofort gewogen.

Gesamtkapazität und Kapazität der Schrittregion

- Die Gesamtkapazität für einen vorgegebenen Testartikel wird bestimmt, indem das Gewicht des trockenen Artikels des vorgegebenen Artikels vom Gewicht des nassen Artikels des vorgegebenen Artikels abgezogen wird.
- Die Gesamtkapazität für die Gruppe ist der Mittelwert der Gesamtkapazitäten der einzelnen Artikel.
- Die Kapazität der Schrittregion wird bestimmt, indem der beladene Artikel flach hingelegt wird und die Schrittregion aus dem Artikel herausgeschnitten wird. (Die Schrittregion wird relativ zum Schrittpunkt bestimmt, wobei dieser vorher für diesen Artikel bestimmt wurde). Diese Region wird dann gewogen. Dieses Verfahren sollte innerhalb von 15 Minuten nach dem Entfernen des Artikels vom Träger erfolgen.
- Eine entsprechende Schrittregion wird aus einem trockenen Artikel geschnitten, um ein Gewicht einer trockenen Schrittregion zu liefern.
- Die Schrittkapazität wird durch das Subtrahieren des Gewichts der trockenen Schrittregion vom Gewicht der nassen Schrittregion bestimmt. Dies liefert die Schrittkapazität für einen gegebenen Artikel.
- Die Schrittkapazität der Gruppe der Artikel wird als der Mittelwert der Kapazitäten der einzelnen Schrittregion betrachtet.
- Die Kapazität der Schrittregion als ein Prozentsatz der Gesamtkapazität wird durch das Teilen der mittleren Kapazität der Schrittregion durch die mittlere Gesamtkapazität für einen vorgegebenen Satz von Artikeln bestimmt.

B. Fluidannahme

Das Fluidannahmeverfahren liefert ein Mittel für das Einführen von Fluid in einen absorbierenden Artikel, das die Bedingungen beim Gebrauch simuliert.
Der Artikel wird bis zu 70% seiner Gesamtabsorptionskapazität (die im Abschnitt A bestimmt wurde) beladen. Gewisse andere Testverfahren, die unten beschrieben sind, werden einen Artikel verwenden, der gemäß diesem Verfahren nass gemacht wurde, um Eigenschaften der vorliegenden Erfindung zu zeigen.

Prinzip

Dieser Test simuliert das Einführen von Urin in einem Artikel unter den folgenden Bedingungen:
1) Es wird ein Druck von ungefähr 28 g/cm² (0,4 psi) auf eine Artikelprobe ausgeübt.
2) Synthetischer Urin wird in den Artikel in Größen von 50 ml/Beladung mit einer Rate von 10 ml/sec eingeführt, wobei eine Zeit von 5 Minuten (Ruhezeit) zwischen jeder Beladung liegt. Die Anzahl der Beladungen wird durch die gesamte Absorptionskapazität des Artikels bestimmt.

Vorrichtung

Konditionierte Umgebung: Die Temperatur und die Feuchtigkeit werden innerhalb der folgenden Grenzen gehalten: Temperatur 31,3ºC ± 1,1ºC (88 ± 2ºF); relative Feuchtigkeit 50 ± 2%.
Annahmetestvorrichtung: erhältlich von Concord-Renn Co., 6315 Warrick St., Cincinnati, OH. 45227.

Teil

Testbett (Plexiglas)

Schaumbasis 15,2 cm · 50,8 cm · 2,5 cm (6" · 20" · 1"), Schaum bedeckt mit einem Unterschichtmaterial aus Polyethylen, Schaumtyp: Dichte 0,016 g/cm³ (1,0 lb/ft³), IDL 165,5 kPa (24 psi)

Düse

Abdeckplatte

Mit Teilstrichen versehene Zylinder (100 ml, 1000 ml): VWR Scientific, (100 ml). Katalognummer 24711-310, (1,000 ml) Katalognummer 24711-364 oder Äquivalent
Erlenmeyer-Kolben (6000 ml): VWR Scientific Katalognummer 29135-307 oder Äquivalent
Digitale Pumpe: Cole-Partner Instrument Co., Telefonnummer: (800)323-4340, Katalognummer G-07523-20
Pumpenkopf für leichtes Beladen: Cole-Partner Instrument Co., Katalognummer g-07518-02
Destilliertes Wasser: eine geeignete Quelle
Synthetischer Urin: Synthetischer Urin, wie er im Testverfahren Abschnitt A hergestellt wurde.

Zusammenbau der Testvorrichtung

Die Testvorrichtung sollte so zusammengebaut werden, wie das in Fig. 6 gezeigt ist. Die Testvorrichtung ist mit der Bezugszahl 520 bezeichnet. Die Testvorrichtung 520 sollte auf einen geeigneten Tisch oder eine Werkbank gestellt werden. Die Testvorrichtung 520 umfasst einen Vorrat synthetischen Urins 524, eine Pumpe 528, ein Paar elektrischer Stecker (oder Messfühler) 536 und einen Probenhalter 546.
Die Pumpe 528 ist eine Volumenpumpe, die mit einem Pumpenkopf 530 und einer digitalen Zeitmessvorrichtung 532 versehen ist. Die elektrischen Messfühler 536 werden mit der Pumpe 528 durch Leitungen 538 verbunden. Ein Rohr Tygon® 540 läuft vom Vorrat synthetischen Urins 524 zur Pumpe 528 und von der Pumpe 528 zum Probenhalter 546. Das Rohr Tygon® 540, das von der Pumpe 528 zum Probenhalter 546 läuft, wird vorzugsweise durch ein (nicht gezeigtes) Stativ über dem Probenhalter 546 gehalten. Das Ende des Rohrs Tybon® 540, das zum Probenhalter 546 läuft, enthält auch eine Düse 542 für das Richten des synthetischen Urins auf die Testprobe.
Der Probenhalter 546 umfasst ein Testbett aus Plexiglas, eine Schaumbasis 550 und eine Abdeckplatte 552. Das Testbett 548, das schematisch in Fig. 6 gezeigt ist, umfasst aus Gründen der Einfachheit eine Basisplatte aus Plexiglas. Das Testbett 548 sollte auch vier Wände aus Plexiglas aufweisen, die von der Basis nach oben stehen und die Windelprobe 510 umgeben. Dies verhindert, dass synthetischer Urin aus dem Testbett 548 während des Tests ausläuft. Die Schaumbasis wird oben auf der Basisplatte 548 aus Plexiglas platziert, so dass der Druck auf die Probe während des Tests gleichgemacht wird. Eine Windelprobe 510 wird auf der Schaumbasis platziert, wobei ihre Oberschicht nach oben zeigt. Die Abdeckplatte 552 wird dann auf der Schaumbasis platziert, so dass die zylindrische Flüssigkeitsrichtungssäule 556 und die Öffnung 558 in der Abdeckplatte sich im Zentrum der Querabmessung der Windelprobe befinden. Es werden dann Gewichte 560 auf der Abdeckplatte 552 platziert, so dass ein Druck von 0,4 psi auf die Windelprobe ausgeübt wird.
Die elektrischen Messfühler 536 werden so angeordnet, dass sie gerade die Oberschicht der Windelprobe in der Region berühren, in der der synthetische Urin abgelagert wird. Die elektrischen Messfühler werden außerhalb und auf entgegengesetzten Seiten der zylindrischen Flüssigkeitslenkungssäule 556 angeordnet. Die elektrischen Messfühler 536 delektieren das Vorhandensein synthetischen Urins auf der Oberschicht der Windelprobe. Wenn aller synthetischer Urin durch die Windelprobe aufgenommen wurde, so wird die elektrische Verbindung zwischen den elektrischen Messfühlern 536 unterbrochen.

Verfahren

1) Schneide alle Gummis aus der Testwindel heraus, so dass die Windel flach liegt. Platziere die Windel oben auf einem Stück Schaum in der Basis der Annahmetestvorrichtung. Die Windel sollte so platziert werden, dass die Oberschicht der Windel nach oben weist, so dass der synthetische Urin auf die Oberschicht aufgebracht wird. Die Windel sollte so angeordnet werden, dass die Urinlieferdüse sich ungefähr 7,5 cm (3 Inch) vom vorderen Rand der Windel entfernt befindet.
2) Platziere den Abdeckplattenaufbau auf der Windel.
3) Platziere sanft die passenden Gewichte auf der Abdeckplatte, so dass ein Druck von 2,75 kPa (0,4 Psi) auf die Windel ausgeübt wird.
4) Bewege das Stativ in die Position, so dass die Düse sich direkt über dem Zentrum der zylindrischen Flüssigkeitsrichtungssäule befindet. Senke das Stativ ab, bis sich die Düse ungefähr 5 cm (2 Inch) über der Oberfläche der Win del befindet. Positioniere die Düse so, dass sie rechtwinklig zur Arbeitsplatte verläuft.
5) Starte die Pumpe.
6) Die Pumpe wird beginnen, das spezifizierte Volumen des synthetischen Urins abzugeben, und die Zeitmessvorrichtung wird laufen, bis das Volumen von der Windel absorbiert wurde.
7) Nachdem das Fluid absorbiert wurde, wird der Grenzdruck entfernt, wobei die Abdeckplatte für eine Zeitdauer von 5 Minuten an ihrem Platz gelassen wird. Der Grenzdruck wird dann für die verbleibenden, 10 Minuten der Ruhezeit wieder aufgebracht.
8) Nachdem die 15 Minuten Ruhezeit vergangen sind, wird der Testzyklus automatisch wiederholt. Der Testzyklus wird die gewünschte Anzahl von Malen ablaufen, so dass ein spezifisches Volumen synthetischen Urins auf die Windelprobe aufgebracht wird.
9) Nach dem Beenden aller Tests lässt man destilliertes Wasser durch die Rohre laufen. Die Oberfläche der kleinen Probenkontakte, die innerhalb der Basis des Rohrs der oberen Platte liegen, werden täglich mit einer kleinen Bürste gereinigt. Wenn die Annahmetestvorrichtung rund um die Uhr verwendet wird und es nicht möglich ist, den synthetischen Urin aus den Rohren auszuspülen, so sollten die Rohre monatlich ersetzt werden. Die Schaumbasis sollte alle 3 Monate ersetzt werden, um eine feste Abstützung aufrecht zu halten.

C. Schrittbreite im nassen Zustand und Querschnittsfläche im trockenen Zustand

Die Schrittbreite eines absorbierenden Kerns eines absorbierenden Artikels wird gemessen, indem zuerst der Schrittpunkt des absorbierenden Artikels bestimmt wird. Der Artikel wird dann nass gemacht bis zu 70% seiner gesamten Kapazität gemäß dem Fluidannahmeverfahren. Der Artikel wird dann aus der Vorrichtung entfernt und darf dann 1 Stunde ruhen. Nach dem Ruhen wird der Artikel quer durch seine Dicke geschnitten, um einen 5 cm (2 Inch) langen Abschnitt zu liefern, wobei sich der Schrittpunkt längs und quer im Zentrum des Abschnitts befindet. Jede der benässten Schichten der geschnittene Probe wird dann gemessen. Die Breite der Schicht, die das meiste absorbierte Fluid enthält, entspricht der Schrittbreite des absorbierenden Kerns.
Wenn die obige Bestimmung der Schicht des absorbierenden Kerns, die das meiste Fluid hält, gemacht wurde, so wird ein trockener Artikel wie im vorhergehenden Absatz quer durchgeschnitten. Die Schicht, von der vorher bestimmt wurde, dass sie das meiste Fluid zurückhält, wird von den anderen absorbierenden Kernkomponenten getrennt, und dann wird die trockene Dicke und die Breite bestimmt. (Die Dicke wird unter einem Grenzdruck von 1,38 kPa (0,2 Psi) gemessen. Wenn diese Schicht aus einer Vielzahl einzelner Schichten besteht, so wird die Breite und die Dicke jeder dieser Schichten gemessen, und die Summe ihrer einzelnen Querschnittsflächen entspricht der Querschnittsfläche der Schrittregion des absorbierenden Kerns.

D. Vertikale Ansaugrate und vertikale Ansaugabsorptionskapazität

Eine vertikale Ansaugrate eines Materials bei 5 cm, und die vertikale Ansaugabsorptionskapazität des Materials für eine vorgegebene Höhe wird unter Ver wendung des Test der vertikalen Ansaugrate und der vertikalen Ansaugabsorptionskapazität, wie sie im Abschnitt Testverfahren des US-Patents 5,387,207 (Dyer et al.), das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, beschrieben ist, gemessen, wobei der Test allerdings bei 31ºC statt bei 37ºC stattfindet. Bei Materialien, die keine ausreichende Integrität besitzen, um den Testprotokoll zu widerstehen, kann ein hydrophobes Sieb, dass die Ansaugleistung nicht beeinträchtigt, verwendet werden, um das Material abzustützen. Schließlich wird der Schritt des Waschens und erneuten Trocknens im US-Patent 5,387,207 nicht durchgeführt.

Claims

1. Absorbierender Kern mit einer Schrittregion, in welcher

(i) die Schrittregion eine Absorptionskapazität von nicht mehr als etwa 40% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns hat; und

(ii) die Schrittregion ein Material mit wenigstens einer der folgenden Werte für die vertikale Ansaugkapazität umfaßt:

(a) wenigstens 15 g/g bei einer Höhe von 2 cm;

(b) wenigstens 10 g/g bei einer Höhe von 20 cm;

(c) wenigstens 5 g/g bei einer Höhe von 25 cm;

(d) wenigstens 0,5 g/g bei einer Höhe von 30 cm

2. Absorbierender Kern nach Anspruch 1, in welchem die Schrittregion des absorbierenden Kerns eine Absorptionskapazität von nicht mehr als 25% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns hat.

3. Absorbierender Kern nach Anspruch 2, in welchem die Schrittregion des absorbierenden Kerns eine Absorptionskapazität von nicht mehr als 15% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns hat.

4. Absorbierender Kern nach Anspruch 3, in welchem die Schrittregion des absorbierenden Kerns eine Absorptionskapazität von 0 bis 10% der gesamten Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns hat.

5. Absorbierender Kern nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Querschnittsfläche an der Schrittstelle des Kerns von nicht mehr als etwa 2,6 cm².

6. Absorbierender Kern nach Anspruch 5, in welchem der absorbierende Kern eine Schritt-Querschnittsfläche an der Schrittstelle des Kerns von nicht mehr als etwa 1,8 cm² hat.

7. Absorbierender Kern nach Anspruch 6, in welchem der absorbierende Kern eine Schritt-Querschnittsfläche an der Schrittstelle des Kerns von nicht mehr als etwa 1 cm² hat.

8. Absorbierender Kern nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Schrittregion einen offenzelligen, absorbierenden Polymerschaum mit einem spezifischen Oberflächenbereich pro Schaumvolumenwert von wenigstens etwa 0,025 m²/cm³ umfaßt.

9. Absorbierender Kern nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Schrittregion einen offenzelligen, absorbierenden Polymerschaum mit einem Widerstand gegenüber einer Kompressionsablenkung von etwa 40% oder weniger umfaßt, gemessen unter einem Grenzdruck von 5,10 kPa (0,74 psi).

10. Absorbierender Artikel mit einem absorbierenden Kern nach einem der vorstehenden Ansprüche.