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Die vorliegende Erfindung betrifft wegwerfbare absorbierende
Gegenstände, wie Windeln und Inkontinenzkissen. Derartige Gegenstände
werden in einer Weise zusammengesetzt, die sie zur Absorbierung
abgegebener Körperfluide besonders wirksam macht, wobei gleichzeitig
der pH-Wert der Haut herabgesetzt und vorzugsweise innerhalb des
sauren Bereiches gehalten wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Windelausschlag ist eine übliche Form der Irritation und Entzündung
jener Teile des Körpers eines Kleinkindes oder Säuglings, die
normalerweise von einer Windel bedeckt sind. Häufig tritt er auch in
Bereichen auf, die unmittelbar an den von der Windel bedeckten Bereich
angrenzen. Dieser Zustand wird auch als Windeldermatitis oder
Windelausschlag bezeichnet. Obwohl dieser Zustand bei Kleinkindern
häufiger ist, ist er tatsächlich nicht auf diese beschränkt. Jede an
Inkontinenz leidende Person kann diesen Zustand entwickeln. Das reicht
von Neugeborenen hin zu älteren, ernsthaft kranken oder bettlägerigen
Personen.
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Es wird im allgemeinen angenommen, daß der echte "Windelausschlag"
oder die "Windeldermatitis" ein Zustand ist, der in seinen einfachsten
Stufen eine durch Kontakt auftretende Dermatitis ist. Beim einfachen
Windelausschlag ist die Irritation auf längeren Kontakt der Haut mit
Urin, Stuhl oder beidem zurückzuführen. Die Windein werden getragen,
um Körperausscheidungen aufzufangen und zu halten, jedoch halten sie
diese Ausscheidungen im allgemeinen in direktem Kontakt mit der Haut,
bis die Windein gewechselt werden, d.h. in eingeschlossener Weise
während langer Zeiträume. Das gleiche gilt für ein Inkontinenzkissen
oder Inkontinenzhöschen. Obwohl es bekannt ist, daß die
Körperausscheidungen Windelausschlag "verursachen", ist die genaue
Komponente oder sind die genauen Komponenten von Urin oder Stuhl,
die für die entstehende Irritation der Haut verantwoftlich sind, bis
jetzt nicht schlüssig identifiziert. Die am häufigsten angenommene
Gruppe von Faktoren, die mit dem Windelausschlag im Zusammenhang
stehen, umfaßt Ammoniak, Bakterien, die Produkte bakterieller
Einwirkung, Urin-pH, Candida albicans und Feuchtigkeit. Diese werden im
allgemeinen in der Fachwelt als die wahrscheinlichsten Ursachen für
Mittel oder Zustände genannt, die den Windelausschlag hervorrufen oder
verstärken.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß eine primäre Ursache für
Windelausschlag in einer speziellen Kombination von Bedingungen liegt,
die als Folge des verlängerten Kontakts der Haut mit Mischungen von
Stuhl und Urin auftreten. Es wird angenommen, daß die Wirkung
proteolytischer und lipolytischer Fäkalenzyme, die in einer solchen
Mischung vorliegen, ein Hauptfaktor beim Hervorrufen von
Hautirritationen ist. Urin in Kontakt mit Enzymen aus dem Stuhl kann auch zur
Bildung von Ammoniak führen, der den pH-Wert der Haut anhebt. Diese
Steigerung des Haut-pH auf beispielsweise Werte von 6,0 und darüber
steigert ihrerseits die Wirkung der fäkalen proteolytischen und
lipolytischen enzymatischen Aktivität, die Windelausschlag verursacht.
Urin selbst kann auch zum Windelausschlag beitragen, indem an die
Windelumgebung Feuchtigkeit herangetragen wird. Wasser, und
insbesondere Wasser in der Form von Urin, ist besonders wirksam beim
Herab setzen der Barrierenwirkung der Haut, wodurch die Empfänglichkeit
der Haut gegenüber einer Irritation durch Fäkalenzyme verstärkt wird.
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Das oben genannte Modell des Windelausschlags legt nahe, daß eine
wirksame Kontrolle des Windelausschlags durch Herabsetzen des
HautpH-Werts auf Werte innerhalb des sauren Bereichs erzielt werden kann,
um eine enzymatische irritationsverursachende Aktivität zu inhibieren
und gleichzeitig die Windelumgebung so trocken wie möglich zu halten.
Eine Herabsetzung des pH-Werts der Haut kann auch ein wesentlicher
Faktor zur Schaffung einer Kontrolle von Ausschlägen oder Geruch bei
anderen Arten von absorbierenden Gegenständen, wie bei Damenbinden,
sein.
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Gegenstände, Zusammensetzungen und Verfahren, denen es eigen ist, eine
Herabsetzung des pH-Werts der mit Windeln bedeckten Haut zu bewirken,
sind in der Fachwelt bekannt. Tatsächlich lehrt eine Reihe von
Literaturstellen des Standes der Technik den Zusatz verschiedener
saurer pH-Steuerungsmittel oder "Ammoniak-absorbierender" Mittel zu
absorbierenden Gegenständen oder zur Umgebung der von einer Windel
bedeckten Haut. Diese Literaturstellen umfassen beispielsweise Alonso
et al., US-PS 4,382.919, ausgegeben am 10. Mai 1983; Blaney, US-PS
3,964.486, ausgegeben am 22. Juni 1976; Bryce, US-PS 3,707.148, ausgegeben
am 26. Dezember 1972; und Jones, Sr., US-PS 3,794.034, ausgegeben am
26. Februar 1974.
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Bei jenen Fällen des Standes der Technik, wo Mittel zur Kontrolle des
sauren pH-Werts in die Kerne absorbierender Gegenstände eingebaut
wurden, waren beträchtliche Säuremengen notwendig, um die gewünschte
"Absorption" von Ammoniak zu erreichen oder den pH-Wert der Haut
abzusenken. Protonen, die von saurem Material in einer absorbierenden
Kernstruktur freigesetzt werden, müssen in einem relativ wirkungslosen
Mechanismus der Rückdiffusion oder Rücknässung der Haut mit
Flüssigkeit, wie etwa Urin, zur Haut transportiert werden. In solchen
Fällen, wo saures Material auf oder in den Deckblättern absorbierender
Gegenstände des Standes der Technik vorgesehen ist, kann der
Charakter oder das "Gefühl" solcher Deckblätter in unerwünschter Weise
durch die Anwesenheit von Säure in Form eines Überzugs oder einer
Imprägnierung verändert werden. Zusätzlich dazu kann saures Material
aus solchen Deckblättern ausgelaugt oder vom Deckblatt abgerieben und
in einer Form an die Haut herangetragen werden, die unerwünschte
Probleme hinsichtlich Komfort oder Sicherheit verursachen kann.
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Im Hinblick auf die vorhergehenden Angaben ist: ersichtlich, daß ein
fortdauernder Bedarf an verbesserten wegwerfbaren absorbierenden
Gegenständen besteht, die wirksam hinsichtlich der Absorbierung
abgegebener Körperausscheidungen sind und eine gewünschte positive
Steuerung des pH-Werts der Haut ermöglichen. Die im folgenden
beschriebenen verbesserten absorbierenden Gegenstände weisen derartige
Eigenschaften in bezug auf Absorptionsfähigkeit und Steuerung des
pH-Werts der Haut auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wegwerfbare Windel oder
ein Inkontinenzkissen zur Verfügung gestellt, die bzw. das geeignet ist
zum Absorbieren abgegebener Körperfluide bei gleichzeitigem Bestreben,
den pH-Wert der Haut zu senken, welcher genannte Gegenstand ein
flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt, ein flüssigkeitsdurchlässiges
Deckblatt und einen flexiblen absorbierenden Kern, der hydrophiles
Fasermaterial enthält, umfaßt, wobei der genannte absorbierende Kern
zwischen dem genannten Rückenblatt und dem genannten Deckblatt
angeordnet ist, das genannte Deckblatt eine Quelle für saures Material
in einer derartigen Menge enthält, daß das genannte Deckblatt, wenn es
abgegebenen Körperfluiden ausgesetzt ist, Protonen in einer Menge
freisetzt, die eine Absenkung des Haut-pH-Wertes auf einen Wert im
Bereich von 3,0 bis 5,5 bewirkt, worin das genannte Deckblatt
mindestens teilweise aus hydrophobem polymeren nicht-gewebten Textil-
oder Folienmaterial aufgebaut ist, das ausgewählt ist aus
carboxymethyliertem Zellulosematerial, succinyliertem Zellulosematerial,
Pfropfprodukten von Polyolefin mit Polyacrylsäure oder deren Derivaten,
Propfprodukten von Zellulosematerial mit Polyacrylsäure oder deren
Derivaten und sulfonierten Polyolefinen, wobei das genannte Material
saure Gruppierungen in einer ausreichenden Menge enthält, um dem
genannten Deckblatt eine Ionentauschkapazität von mindestens 0,25 meq/g
zu verleihen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die hier vorgelegte Zeichnung stellt eine aufgebrochene Ansicht einer
wegwerfbaren Windel dar, die eine bevorzugte Ausgestaltung der
absorbierenden Gegenstände hierin zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die absorbierenden Gegenstände gemäß der vorliegenden Erfindung
können in der Konfiguration tragbarer wegwerfbarer Produkte
hergestellt sein, die beträchtliche Mengen von Wasser und
Körperausscheidungen, wie Urin oder Stuhl, absorbieren können. Diese
Gegenstände liegen normalerweise in der Form wegwerfbarer Windeln
oder Inkontinenzkissen für Erwachsene vor.
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Die absorbierenden Gegenstände hierin umfassen im allgemeinen drei
grundlegende Strukturkomponenten. Eine dieser Komponenten ist ein
flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt. Auf dieses Rückenblatt ist ein
absorbierender Kern aufgelegt, der seinerseits eine oder mehrere
einzelne und/oder getrennte Bereiche oder Schichten umfassen kann. Auf
diesen absorbierenden Kern ist ein relativ hydrophobes,
flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt aufgelegt. Das Deckblatt ist jenes
Element des Gegenstands, das der Haut des Trägers am nächsten liegt.
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Besonders bevorzugte absorbierende Gegenstände dieser Erfindung sind
wegwerfbare Windeln. Absorbierende Gegenstände in Form von
wegwerfbaren Windeln sind ausführlich beschrieben in Duncan und
Baker, US-PS Re 26.151, ausgegeben am 31. Jänner 1967; Duncan, US-PS
3,592.194, ausgegeben am 13. Juli 1971; Duncan und Gellert, US-PS
3,489.148, ausgegeben am 13. Jänner 1970; und Buell, US-PS 3,860.003,
ausgegeben am 14. Jänner 1975.
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Eine bevorzugte Konfiguration einer wegwerfbaren Windel zur
Verwendung in den Gegenständen dieser Erfindung umfaßt einen
absorbierenden Kern; ein flüssigkeitsdurchlässiges Deckblatt, das auf einer
Seite des Kerns aufgelegt ist oder gleiche Ausdehnung wie diese hat;
und ein flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt, das auf jener Seite des
Kerns, die der vom Deckblatt bedeckten Seite abgewendet ist, aufgelegt
ist oder gleiche Ausdehnung wie diese hat. Besonders bevorzugt weist
das Rückenblatt eine Breite auf, die größer ist als die des Kerns,
wodurch Seitenrandabschnitte des Rückenblatts geschaffen sind, die sich
über den Kern hinaus erstrecken. Eine solche Windel ist vorzugsweise in
stundenglasförmiger Konfiguration aufgebaut.
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Unabhängig davon, welche Konfiguration für die hier genannten
absorbierenden Gegenstände verwendet ist, können das
flüssigkeitsundurchlässige Rückenblatt und der absorbierende Kern der
erfindungsgemäßen Gegenstände in üblicher Weise aufgebaut sein. Diese
Elemente werden später in detaillierterer Weise beschrieben. Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Verwendung eines
ionentauschenden Deckblattes in Kombination mit einem solchen
Rückenblatt und einem absorbierenden Kern.
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Die hier angegebenen ionentauschenden Deckblätter sind solche, die
nach Aussetzen an Körperfluide, wie Urin, Protonen freigeben.
Ionentauscheigenschaften, d.h. die Fähigkeit, Protonen freizusetzen,
können Faser- oder Folienmaterial, das zur Herstellung solcher
Deckblätter verwendet wird, durch chemische Veränderung der
Polymerstruktur der Faser oder Folie verliehen werden, um in dieselben
saure funktionelle Gruppierungen einzubauen. Im allgemeinen wird eine
derartige chemische Veränderung des polymeren Faser- oder
Folienmaterials eine Behandlung der Deckblattfasern oder der -folie mit
modifizierenden Mitteln bedingen, die ihrerseits zum Einbau von
Carboxyl-Gruppen oder anorganischen funktionellen Säuregruppen in die
Polymerstruktur des Deckblattmaterials dienen.
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Geeignete chemisch modifizierte Materialien, die zur Herstellung der
Deckblätter der absorbierenden Gegenstände hierin verwendet werden
können, umfassen modifizierte Zellulosematerialien, wie Baumwolle,
Rayon, Ramie und dergleichen, sowie modifizierte Polyolefine, wie
Polyethylen und Polypropylen niedriger Dichte. Beispiele spezieller
Materialien dieser Arten umfassen carboxymethylierte
Zellulosematerialien; succinylierte Zellulosematerialien;
Polyolefin-Pfropfprodukte, wie Polypropylen mit Polyacrylsubstanzen, wie
Polyacrylsäure, hydrolysierten Poly(acrylamiden), Polyacrylaten und
Poly(acrylnitrilen); Zellulose-Pfropfprodukte mit Polyacrylsubstanzen,
wie Polyacrylsäure, hydrolysierten Poly(acrylamiden), Polyacrylaten und
Poly(acryl-nitrilen); sowie sulfonierte Polyolefine.
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Besonders bevorzugte Verfahren, um dem Deckblattmaterial
Ionentauscheigenschaften zu verleihen, umfassen hierin die direkte Pfropfung
durch Veresterung von Polyacrylsäure auf
Rayon/Polyester-Textilerzeugnissen und die Succinylierung von solchem
Rayon/Polyester-Textilmaterial. Die direkte Pfropfung mit Polyacrylsäure
erfolgt durch Aufbringen von Lösungen von Polyacrylsäure auf
Rayon/Polyester und anschließendes Erhitzen, um die
Veresterungsreaktion zu bewirken. Geeignete Polyacrylsäurematerialien
für dieses Verfahren sind solche, die in einem Molekulargewichtsbereich
von 2.000 bis 5,000.000 liegen. Die verwendeten Polyacrylsäurelösungen
können in Bereichen des Polyacrylsäuregehalts von 0,1 Gew.-% bis
10 Gew.-% liegen. Derartige Lösungen werden auf das Textilerzeugnis in
einem Gewichtsverhältnis von Polyacrylsäure zu Textilerzeugnis von
0,02:1 bis 2,0:1 aufgebracht. Das Erhitzen zum Hervorrufen der
Veresterung wird im allgemeinen bei Temperaturen von 100ºC bis 150ºC
während eines Zeitraums von 10 min bis 60 min stattfinden.
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Die Succinylierung von Rayon/Polyester-Mischungen kann so
durchgeführt werden, daß das Textilerzeugnis zur Imprägnierung mit
Succinamidsäure (H&sub2;NOC)CH&sub2;CH&sub2;(COOH) behandelt und anschließend das
imprägnierte Textilerzeugnis erhitzt wird, um Ammoniak abzutreiben und
ein Zurückbleiben der succinylierten Struktur zu bewirken.
Succinamidsäure wird im allgemeinen auf das Textilerzeugnis in einem
Molverhältnis von Succinamidsäure zu Zellulose-OH-Gruppen innerhalb
des Bereichs von 0,25:1 bis 2:1 aufgebracht. Das anschließende Erhitzen
erfolgt im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 100ºC bis 150ºC
während eines Zeitraums von 15 bis 180 Minuten.
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Unabhängig davon, welches Verfahren eingesetzt wird, um dem in den
Gegenständen der vorliegenden Erfindung verwendeten Deckblattmaterial
Ionentauscheigenschaften zu verleihen, muß ein derartiges
Deckblattmaterial bis zu einem Ausmaß verändert werden, daß die
Deckblätter selbst eine Ionentauschkapazität von mindestens
0,25 meq/Gramm, vorzugsweise mindestens 0,60 meq/Gramm und besonders
bevorzugt von mindestens 1,0 meq/Gramm, aufweisen. Je nach der Art
und der Konzentration der zur Herstellung des ionentauschenden
Deckblattmaterials verwendeten Modifizierungsmittel kann es notwendig sein,
die chemische Veränderung des polymeren Deckblattmaterials in
mehreren einzelnen Behandlungsstufen durchzuführen, um die gewünschte
Ionentauschkapazität von 0,25 meq/Gramm oder mehr zu erreichen. Es
wurde herausgefunden, daß Deckblätter, die diese relativ hohe
Konzentration von funktionellen sauren Gruppen enthalten, zur
Herabsetzung des pH-Werts der Haut auf Werte innerhalb des
erforderlichen Bereichs von 3,0 bis 5,5 in Gegenwaft von abgegebenen
Körperfluiden besonders wirksam sind. Vorzugsweise dienen solche
Deckblätter zur Herabsetzung des pH-Werts der Haut auf einen Wert
innerhalb des Bereichs von 3,5 bis 4,5. Ebenso bevorzugt werden diese
Deckblätter den pH-Wert der Haut während der gesamten Zeit, innerhalb
welcher die Windel getragen wird, z.B. für mindestens 4 Stunden bei
Tageswindeln und mindestens 8 Stunden bei Nachtwindeln, auf einem
Wert innerhalb des Bereichs von 3,0 bis 5,5 halten.
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Die ionentauschenden Deckblätter hierin können durch Veränderung der
Deckblattfasern oder -folien entweder vor oder nach der Verarbeitung
dieser Materialien zu den endgültigen Deckblattsubstraten hergestellt
sein. Im Fall von faserhaltigen Deckblättern können die Deckblätter
vollständig aus modifizierten ionentauschenden Fasern hergestellt sein
oder sie können sowohl aus derivatisiertem als auch aus
nichtderivatisiertem Fasermaterial gebildet sein.
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Obwohl die Deckblätter der vorliegenden absorbierenden Gegenstände
chemisch modifiziert sind, um ihnen Ionentauschkapazitäten zu verleihen,
müssen sie wünschenswerterweise verhältnismäßig hydrophob bleiben.
Zum Zweck dieser Erfindung ist das flüssigkeitsdurchlässige Deckblatt
verhältnismäßig hydrophob, wenn es abgegebenes Körperfluid weniger
gut absorbiert als der unterhalb des Deckblatts liegende absorbierende
Kern.
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Wie angegeben, werden die hierin zuvor beschriebenen ionentauschenden,
flüssigkeitsdurchlässigen Deckblätter in Kombination mit einem
flüssigkeitsundurchlässigen Rückenblatt und einem flexiblen
absorbierenden Kern zur Herstellung der absorbierenden Gegenstände
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Das Rückenblatt der hier
genannten Gegenstände kann beispielsweise aus einer dünnen
Kunststoff-Folie aus Polyethylen, Polypropylen oder einem anderen
flexiblen feuchtigkeitsunempfindlichen Material hergestellt sein, das im
wesentlichen wasserundurchlässig ist. Polyethylen mit einer erhabenen
Abgreifhöhe von etwa 1,5 mil ist besonders bevorzugt.
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Der absorbierende Kern ist zwischen dem Rückenblatt und dem
ionentauschenden Deckblatt zur Bildung der absorbierenden Gegenstände
hierin angeordnet. Ein derartiger absorbierender Kern enthält im
wesentlichen hydrophiles Fasermaterial als das primäre
flüssigkeitsabsorbierende Medium. Die Art der im absorbierenden Kern
verwendeten hydrophilen Fasern ist für die Anwendung in der
vorliegenden Erfindung nicht kritisch. Jede Art von hydrophiler Faser,
die zur Verwendung in üblichen absorbierenden Produkten geeignet ist,
ist auch zur Verwendung im Kern der absorbierenden Gegenstände der
vorliegenden Erfindung geeignet. Spezielle Beispiele solcher Fasern
umfassen Zellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern. Andere Beispiele
geeigneter hydrophiler Fasern sind hydrophilisiefte hydrophobe Fasern,
wie thermoplastische Fasern, die mit Tensid oder mit Siliziumdioxid
behandelt sind. Aus Gründen der Verfügbarkeit und der Kosten sind
Zellulosefasern, insbesondere Holzpulpefasern, bevorzugt.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird der absorbierende Kern der Gegenstände hierin auch Einzelteilchen
eines praktisch wasserunlöslichen Hydrogelmaterials enthalten. Derartige
Hydrogelmaterialien sind anorganische oder organische Verbindungen,
die imstande sind, Flüssigkeiten zu absorbieren and sie unter mäßigen
Drücken zurückzuhalten.
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Geeignete Hydrogele können anorganische Materialien, wie Silicagele,
oder organische Verbindungen, wie vernetzte Polymere, sein. Die
Vernetzung kann durch kovalente, ionische, van der Waals- oder
Wasserstoffbrücken-Bindung erfolgen. Beispiele von Hydrogel-Polymeren
umfassen Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Ethylen-Maleinsäureanhydrid-
Copolymere, Polyvinylether, Hydroxypropyl-Zellulose, Carboxymethyl-
Zellulose, Polyvinyl-Morpholinon, Polymere und Copolymere von
Vinylsulfonsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinyl-Pyridin und
dergleichen. Andere geeignete Hydrogele sind jene, die in Assarsson et
al., US-PS 3,901.236, ausgegeben am 26. August 1975, geoffenbart sind.
Besonders bevorzugte Hydrogel-Polymere zur Verwendung im vorliegenden
Fall sind hydrolysierte Acrylnitril-gepfropfte Stärke,
Acrylsäuregepfropfte Stärke, Polyacrylate und Isobutylen-Maleinsäureanhydrid-
Copolymere oder Mischungen derselben.
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Verfahren zur Herstellung von Hydrogelen sind beschrieben in Masuda et
al., US-PS 4,067.663, ausgegeben am 28. Februar 1978; in Tsubakimoto et
al., US-PS 4,286.082, ausgegeben am 25. August 1981; und weiters in den
US-PSen 3,734.876, 3,661.815, 3,670.731, 3,664.343, 3,783.871 und in der
Belgischen PS 785,850.
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Hydrogel-Material ist vorzugsweise in Form von Einzelteilchen in den
absorbierenden Kernen hierin eingesetzt. Hydrogel enthaltende Kerne
werden dann in der Form einer Bahn oder einer Watte der hydrophilen
Fasern mit den darin verteilten Hydrogel-Einzelteilchen vorliegen. Die
Hydrogel-Teilchen können von beliebiger gewünschter Form, z.B. kugelig
oder halbkugelig, kubisch, stäbchenartig, polyedrisch etc., sein. Formen
mit einem großen Verhältnis von größter Dimension zu kleinster
Dimension, wie Nadeln, Flocken und Fasern, sind ebenfalls zur
Anwendung hierin in Betracht gezogen. Es können auch Konglomerate
von Hydrogel-Teilchen eingesetzt werden.
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Obwohl in bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung verwendete Hydrogel enthaltende absorbierende Kerne sich
erwartungsgemäß gut mit Hydrogel-Teilchen, die eine innerhalb eines
weiten Bereichs variierende Teilchengröße aufweisen, verhalten, können
andere Betrachtungsweisen die Verwendung sehr kleiner oder sehr
großer Teilchen ausschließen. Aus Gründen der industriellen Hygiene
sind (Gewichts)-gemittelte Teilchengrößen kleiner als 30 Mikron weniger
wünschenswert. Ebenso können Teilchen mit einer kleinsten Dimension
größer als 2 mm ein körniges Gefühl in der absorbierenden Struktur
hervorrufen, was vom ästhetischen Standpunkt des Konsumenten aus
unerwünscht ist. Bevorzugt zur Verwendung hierin sind Teilchen mit
einer (Gewichts)-gemittelten Teilchengröße von 50 Mikron bis 1 mm.
"Teilchengröße", wie der Ausdruck hier verwendet wird, bedeutet das
Gewichtsmittel der kleinsten Dimension der einzelnen Teilchen.
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Die relative Menge von hydrophilen Fasern und Hydrogel-Teilchen, die
hierin in jenen absorbierenden Gegenständen, die Hydrogel enthalten,
verwendet worden sind, kann auf günstigste Weise als
Gewichtsverhältnis von Fasern zu Hydrogel ausgedrückt werden. Diese
Verhältnisse können von 30:70 bis etwa 98:2 variieren. Für die meisten
im Handel erhältlichen Hydrogele liegt das optimale Verhältnis von
Fasern zu Hydrogel im Bereich von 50:50 bis 95:5. Basierend auf einer
Analyse von Kosten und Leistung sind Verhältnisse von Fasern zu
Hydrogel zwischen 75:25 und 90:10 bevorzugt. Diese Bevorzugung beruht
selbstverständlich auf den relativen Kosten von hydrophilen Fasern (z.B.
Holzpulpefasern) und Hydrogel. Wenn beispielsweise die Preise für
Holzpulpe steigen und/oder die Preise für Hydrogel fallen würden, wären
niedrigere Faser/Hydrogel-Verhältnisse kostenwirksamer.
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Die Dichte des Hydrogel enthaltenden absorbierenden Kerns kann bei
der Bestimmung der Absorptionseigenschaften des entstehenden
absorbierenden Gegenstands von einiger Bedeutung sein. Wenn
Hydrogel-Material im absorbierenden Kern verwendet wird, liegt die
Dichte des absorbierenden Kerns vorzugsweise im Bereich von 0,10 g/cm³
bis 0> 6 g/cm³ und bevorzugter innerhalb des Bereichs von 0,12 g/cm³ bis
0,3 g/cm³.
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Absorbierende Kerne, die Hydrogel-Teilchen enthalten, können durch Im-
Luftstrom-Aufbringen einer trockenen Mischung von hydrophilen Fasern
und Hydrogel-Teilchen hergestellt sein. Ein derartiges Verfahren ist
detaillierter in Procter & Gamble, Europäisches Patent,
Veröffentlichungs-Nr. EP-A-122042, die am 17. Oktober 1984 veröffentlicht
wurde, beschrieben.
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Wenn im absorbierenden Kern Hydrogel verwendet wird, muß dieses nicht
unbedingt in gleichmäßger Verteilung über den Kern vorliegen.
Tatsächlich kann das Hydrogel auch nur in einer oder mehreren
Schichten innerhalb des absorbierenden Kerns, vorzugsweise nahe dem
Boden des Kerns, eingebracht sein. In einem solchen Fall kann der obere
Teil des absorbierenden Kerns im wesentlichen nur aus hydrophilem
Fasermaterial bestehen, wobei praktisch kein Hydrogel vorliegt.
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Die Verwendung von ionentauschenden Deckblättern für absorbierende
Gegenstände, die Hydrogel-Partikel im absorbierenden Kern enthalten,
ist von besonderem Vorteil. Viele der bevorzugten Hydrogel-Materialien
sind besonders wirksame Flüssigkeitsabsorbierer, wenn der pH-Wert zum
Zeitpunkt der Absorption im neutralen oder schwach alkalischen Bereich
liegt. Ein Zusatz von den pH-Wert herabsetzenden Materialien zu
absorbierenden Gegenständen kann daher die Flüssigkeitsabsorptionskapazität
des Hydrogels nachteilig beeinflussen. Wenn jedoch ein ionentauschendes
Deckblatt verwendet wird, um eine wünschenswerte Absenkung des
pH-Werts der Haut auf einen Wert innerhalb des sauren Bereichs
herbeizuführen, wird ein solcher saurer pH-Wert eher in jenem Bereich des
Deckblattes lokalisiert sein, der vom Hydrogel-Matenal entfernt ist. Die
Absorptionskapazität des Hydrogel-Materials wird dadurch beibehalten.
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Ein bevorzugter absorbierender Gegenstand in der Form einer
wegwerfbaren Windel ist durch die beiliegende Zeichnung dargestellt.
Die stundenglasförmige Windelstruktur der Zeichnung umfaßt ein
flüssigkeitsundurchlässiges Rückenblatt 101. Aufgelegt auf der Oberseite
des Rückenblattes 101 ist ein stundesglasförmiger absorbierender
Kern 102, der hydrophiles Fasermaterial, wie Holzpulpefasern, enthält. Im
absorbierenden Kern 102 ebenfalls verteilt sind Einzelteilchen 103 von
im wesentlichen wasserunlöslichem Hydrogel-Material. Aufgelegt auf der
Oberseite des stundenglasförmigen absorbierenden Kerns 102 ist ein
ionentauschendes Deckblatt 104. Ein solches Deckblatt ist aus
Fasermaterial, wie succinyliertem Rayon/Polyester, aufgebaut, wodurch
das Deckblatt mit einer Ionentauschkapazität von mindestens
0,25 meq/Gramm ausgestattet ist. Ein derartiges Deckblatt wird in
Gegenwart von Körperfluiden, wie Urin, Protonen an die Haut
transportieren, sodaß der pH-Wert der Haut auf einen Wert zwischen 3,0
und 5,5 abgesenkt wird.
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Ionentauschende Deckblätter verwendende absorbierende Gegenstände
sind durch die folgenden Beispiele erläutert:
BEISPIEL I
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Bei diesem Beispiel ist die direkte Veresterung eines Textilerzeugnisses
aus Zellulose mit Polyacrylsäure zur Bildung eines Deckblatts für einen
absorbierenden Gegenstand beteiligt. Mehrere Lösungen von
Polyacrylsäure (Molekulargewicht = 4,000.000) werden auf Blätter aus
einem Textilerzeugnis aus 70%/30% Rayon/Polyester-Spinnvlies (Sontara
von DuPont) aufgebracht. Diese behandelten Blätter werden durch
einstündiges Erhitzen in einem Ofen bei 110-115ºC gehärtet. Die
gehärteten Fabrikate werden in destilliertem Wasser gewaschen, um
"freie" Polyacrylsäure abzutrennen, worauf sie luftgetrocknet werden.
Die verschiedenen Behandlungslösungen, die Menge aller eingesetzten
und entstehenden Ionentauscher-Kapazitäten, die den behandelten
Blättern verliehen werden, sind in Tabelle I zusammengefaßt.
TABELLE I
Blatt Nr.
Konzentration d. Polyacrylsäure
Gewicht Lösung/Gewicht Stoff
Ionentauschkapazität
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Behandelte Materialien dieser Art sind zur Verwendung als
ionentauschende Deckblätter geeignet, sofern ihre Ionentausch-Kapazität
0,25 meq/g überschreitet. Somit haben die Blätter Nr.1 und 2 nach einer
Behandlung keine ausreichende Ionentauschkapazität, um als annehmbare
ionentauschende Deckblätter innerhalb des Rahmens der vorliegenden
Erfindung zu dienen. Es wären zusätzliche Behandlungen notwendig, um
die Ionentauschkapazität derartiger Blätter zu erhöhen.
BEISPIEL II
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Ein Polypropylen-Deckblatt, das aus einem im Handel erhältlichen
Windelprodukt LUVS entnommen ist, wird mit SO&sub3; sulfoniert. Bei diesem
Verfahren, daß detaillierter in Walles, US-PS 3,629.025, ausgegeben am
21. Dezember 1971, beschrieben ist, wird das Polypropylenmaterial unter
Rückfluß mit einer Lösung von 3 % SO&sub3; in Methylendichlorid eine Minute
lang behandelt. Nach dem Waschen und Trocknen wird die
Ionentauschkapazität des Deckblattes mit 0,38 meq/g bestimmt.
BEISPIEL III
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Bei diesem Beispiel wird ein Zellulose-Textilerzeugnis mit
Chloressigsäure carboxymethyliert. Das verwendete Textilerzeugnis ist
das in Beispiel I verwendete 70%/30% Rayon/Polyester Sontara . Die
Carboxymethylierung erfolgt in einer Reihe von Stufen: (1) Reaktion mit
NaOH zur Bildung von Alkalizellulose; (2) Reaktion mit Chloressigsäure;
(3) Ansäuerung mit verdünnter HCl; (4) Waschen in destilliertem Wasser;
und (5) Trocknen.
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Es werden verschiedene Proben unter Verwendung verschiedener
Verhältnisse von Zellulosematerial zu Chloressigsäure und verschiedener
Konzentrationen der Chloressigsäurelösung selbst hergestellt. In allen
Fällen wird ein Lösungsmittel aus 4,5/1 Isopropylalkohol/Wasser sowohl
für NaOH als auch für Chloressigsäure verwendet. Ebenso wird in allen
Fällen das Molverhältnis von NaOH zu Chloressigsäure bei 1,9/1
gehalten. Reaktionsbedingungen und Ionentauschkapazitäten der Proben
der entstehenden Textilerzeugnisse sind in Tabelle II dargestellt.
TABELLE II
Probe Nr.
Zellulose*/Chloressigsäure (Molverhältnis)
Chloressigsäure/Lösungsmittel Konzentration (mM/ml)
Temp. ºC
Zeit (h)
Ionen- tauschkapazität (meq/g)
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* In dieser Berechnung wird das MG von einer Anhydroglukose-Einheit
verwendet.
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** Die Reaktion wurde mit dem gleichen Substrat einmal wiederholt, um
dieses Ergebnis zu erzielen.
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Proben Nr. 2, 4 und 5 aus der Tabelle II wären als ionentauschende
Deckblätter in den hier angegebenen Gegenständen verwendbar.
BEISPIEL IV
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Bei diesem Beispiel wird das Textilerzeugnis aus 70%/30% Rayon/Polyester
Sontara unter Verwendung von Succinamidsäure succinyliert. Das
Textilerzeugnis aus Sontara wird mit etwa 0,02 Mol Succinamidsäure in
Wasser pro Gramm Textilerzeugnis imprägniert. Das imprägnierte
Textilerzeugnis wird dann in einem Ofen mit Zwangsluftumführung
2 Stunden lang bei etwa 125ºC behandelt. Die Textilprobe wird dann mit
verdünnter HCl und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen
und daraufhin getrocknet. Ein derartiges Verfahren liefert ein zur
Verwendung als Windel-Deckblatt mit einer Ionentauschkapazität mit
1,5 meq/g geeignetes Textilerzeugnis.
BEISPIEL V
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Ein Textilerzeugnis aus carboxymethyliertem Sontara , wie es bei
Beispiel III hergestellt wurde, wird auf seine Fähigkeit zur Steuerung
des pH-Werts der Haut untersucht, wenn es in Anwesenheit von
synthetischem Urin als Windel-Deckblatt verwendet wird. Bei einem
solchen Testverfahren wird auf Flecken (6,35 cm x 6,35 cm), die aus
einem im Handel erhältlichen Windelprodukt PAMPERS geschnitten
wurden, das gewöhnliche Deckblatt durch carboxymethyliertes Sontara
ersetzt. Sowohl diese modifizierten Flecken, als auch die unmodifizierten
Flecken, die aus PAMPERS geschnitten worden waren, werden im 6-fachen
ihres Gewichts mit einer synthetischen wässerigen Urinlösung, die 1,0%
NaCl; 0,03% CaCl&sub2;.2H&sub2;O; 0,06% MgCl&sub2;.6H&sub2;O und 0,0025% des nichtionischen
Tensids Triton X-100 enthält, getränkt. Diese Flecken werden dann von
Erwachsenen 1 Stunde lang an den Unterarmen getragen und die
pH-Werte der Haut werden unter Verwendung einer Elektrode mit flacher
Oberfläche bestimmt. Die Ergebnisse dieser pH-Messungen sind im
Folgenden gezeigt.
Standard Deckblatt
Carboxymethyliertes Sontara
Probe Nr.4 aus Beispiel III
Haut pH
BEISPIEL VI
-
Ein Textilerzeugnis aus succinyliertem Sontara wird nach der
Beschreibung von Beispiel IV hergestellt und als Windel-Deckblatt wie
folgt getestet. Das succinylierte Textilerzeugnis wird als
Ersatz-Deckblatt in Flecken verwendet, die nach der Beschreibung von
Beispiel V aus PAMPERS geschnitten wurden. Ein solcher Fleck wird mit
synthetischer Urinlösung im 5-fachen seines Gewichts nach der
Beschreibung von Beispiel V getränkt. Ein anderer von diesen Flecken
wird trocken gelassen. Diese Flecken werden von Erwachsenen 1 Stunde
lang am Rücken getragen und dann werden die pH-Werte der Haut unter
Verwendung der Elektrode mit flacher Oberfläche gemessen. Die
Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.
TABELLLE III
Nasser Fleck
Trockener Fleck
kein Fleck
Haut pH
BEISPIEL VII
-
Eine Windel wird nach der Beschreibung von Buell, US-PS 3,840.003,
ausgegeben am 14. Januar 1975, hergestellt. Der stundenglasförmige Kern
aus Weichholzpulpe einer solchen Windel hat die folgenden
Dimensionen: Länge: 15,5 in (etwa 40 cm), Breite an den Ohren: 10,5 in
(etwa 27 cm) und Breite in der Mitte: 3,75 in (etwa 9,5 cm). Das in einer
solchen Windel verwendete Deckblatt ist ein Textilerzeugnis aus
succinyliertem Sontara , das nach der Beschreibung in Beispiel IV
hergestellt worden war. Ein derartiges Deckblatt hat eine
Ionentauschkapazität von 1,5 meq/g. Eine solche Windel senkt in
Anwesenheit von Urin, der während des Gebrauchs auf dieselbe
abgegeben wird, den pH-Wert der Haut eines Babys in besonders
wirkungsvoller Weise auf einen Wert innerhalb des Bereichs von 3,0 bis
5,5.
BEISPIEL VIII
-
Der Windelstruktur von Beispiel VII wird ein zusätzlicher Einsatzkern,
der flüssigkeitsabsorbierende Hydrogel-Teilchen enthält, hinzugefügt.
Ein solcher zusätzlicher Einsatzkern wird aus Weichholzfasern und einem
Hydrogel aus Acrylsäure-gepfropfter Stärke mit einer
gewichtsgemittelten Teilchengröße von 25 Mikron ("Sanwet 1M-1000", von
Sanyo Co., Japan) in einem Verhältnis von Faser:Hydrogel von 85:15
hergestellt. Der zusätzliche Einsatzkern hat ein Flächengewicht von
0,12 g/in (0,019 g/cm²) und eine Abgreifhöhe von 0,03 in (0,076 cm), was
einer Dichte von 0,25 g/cm³ entspricht. Der zusätzliche Einsatzkern wird
mit einem Blatt aus Hüll-Tissue bedeckt und auf eine Größe von 3,5 in
x 15,5 in (etwa 9 x 40 cm) geschnitten. Dieser zusätzliche Einsatzkern
wird der Länge nach in die Windelstruktur von Beispiel VII zwischen
den stundenglasförmigen Kern und das Rückenblatt aus Polyethylen
eingesetzt, wobei das Hüll-Tissue gegen den stundenglasförmigen Kern
gerichtet ist.
-
Das ionentauschende succinylierte Deckblatt in einer derartigen Windel
ist imstande, eine wirksame Kontrolle des pH-Werts der Haut zu
schaffen, wobei die Herabsetzung des pH-Werts der Flüssigkeit in der
Umgebung des Hydrogel enthaltenden Kerns minimal gehalten wird. Die
Absorptionskapazität des Hydrogels im Einsatzkern wird daher nicht
wesentlich durch die Anwesenheit des succinylierten Deckblatts
herabgesetzt.
BEISPIEL IX
-
Unter Verwendung verschiedener Arten von absorbierenden Kernen und
Deckblättern werden mehrere Windel-Flecke hergestellt. Diese Windel-
Flecke sind in Tabelle IV beschrieben.
TABELLE IV
Fleck Nr.
Kern
Deckblatt
Holzpulpefaser Polypropylen (8 mil)
vernetztes Polyacrylat-Hydrogel*
(75% neutralisiert)
angesäuertes vernetztes Polyacrylat-Hydrogel
Polypropylen (8 mil)
Succinyliertes
Rayon/Polyester**
(Ionentausch-Kapazität =
0,9 meq/g)
* Aqualic 4R04K1 von Nippon Shokubai K.K. Co. Ltd., Japan
** Sontara von DuPont)
-
Das zu 75% neutralisierte Hydrogel in diesen Strukturen dient zur
Verstärkung der Flüssigkeitsabsorptionskapazität der Windel. Das
angesäuerte Hydrogel wirkt durch Freisetzung von Protonen im Kontakt
mit Urin als ein pH-Steuerungsmittel. Diese angesäuerten Hydrogele
liefern auch eine gewisse Flüssigkeitsabsorptionskapazität.
-
Flecke, wie sie in Tabelle IV beschrieben sind, werden nach der
Beschreibung von Beispiel V mit synthetischer Urinlösung mit dem
5-fachen ihres Gewichts beladen und werden dann von Erwachsenen
2 Stunden lang an den Unterarmen getragen. Die Ablesungen des
Haut-pH-Werts werden dann für jede Probe unter Verwendung einer
Elektrode mit flacher Oberfläche vorgenommen. Die Ergebnisse sind in
Tabelle V zusammengefaßt.
TABELLE V
Fleck Nr.
Haut pH
-
Es kann aus den Werten von Tabelle V ersehen werden, daß die Windel
mit einem succinylierten ionentauschenden Deckblatt imstande ist, den
pH-Wert der Haut deutlich besser herabzusetzen als die Windelflecke,
die kein ionentauschendes Deckblatt enthalten, und daß diese Wirkung
sogar besser erzielt werden kann als bei Windelflecken, die angesäuertes
Hydrogel-Material enthalten.