DE69722460T3

DE69722460T3 - Absorbierender artikel mit verbesserten flüssigkeitsaufnahmeverhalten

Info

Publication number: DE69722460T3
Application number: DE69722460T
Authority: DE
Inventors: Dean Gary LAVON; Alfred Gerald YOUNG; Gianfranco Palumbo; Mattias Schmidt; Johannes Bruno EHRNSPERGER; Franz Neumann
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: AU2425097A; KR20010005734A; DE69722460T2; EP0975295B1; ID21042A; ES2195137T3; JP3872109B2; ES2195137T5; DE69722460D1; CA2284856C; ATE241330T1; JP2000510756A; WO1998043578A1; EP0975295A1; ZA982258B; PE66599A1; TW359608B; EP0975295B2; CA2284856A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft absorbierende Artikel, die primär gestaltet sind, um Körperausscheidungen, wie vor allem Urin, aufzunehmen und zu halten. Solche Artikel sind Einweghygieneartikel, wie Babywindeln oder Trainingshosen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Absorbierende Artikel für das Aufnehmen und Halten von Körperausscheidungen, wie Urin und Stuhlgang, wie Einwegwindeln, Trainingshosen, Inkontinenzartikel für Erwachsene, sind aus dem Stand der Technik wohl bekannt, und es wurden beachtliche Anstrengungen unternommen, um ihre Leistung zu verbessern. Solche Verbesserungen zielen hauptsächlich auf die primäre Funktion solcher Artikel, nämlich Körperfluide zu halten, aber auch darauf, die negativen Wirkungen, die mit dem Tragen solcher Artikel verbunden sind, durch das Erhöhen des Komforts für den Träger zu minimieren.
Solche Verbesserungen können hauptsächlich danach klassifiziert werden, in welche der beiden Kategorien sie fallen: ob sie sich primär auf die "Kerntechnologie", das heißt "die Absorptionsfähigkeit" in der umfassenden Wortbedeutung beziehen, oder ob sie sich primär auf die "Chassistechnologie" beziehen.
Die erste Kategorie spricht den Punkt an, wie die Körperausscheidungen (die im allgemeinen einen gewissen Zustand der Fluidität aufweisen) in einer "absorbierenden Struktur (oder Kernstruktur) aufgenommen und gehalten werden, wobei das Ausscheidungsmaterial durch den Artikel angenommen (aufgenommen) und dann gespeichert (gehalten) wird, wobei möglicherweise (insbesondere bei Urin) ein zusätzliche Schritt der Verteilung dazwischen vorgesehen sein kann.
Die zweite Kategorie befasst sich im allgemeinen mit den sogenannten "Chassiselementen", die nämlich die Körperausscheidungen "innerhalb der Begrenzung des Artikels" halten,

– durch das Trennen des Absorptionsmittel (der Kernstruktur) und der Außenseite, das sind die Kleidungsstücke des Trägers etc., durch die Verwendung einer undurchlässigen "Unterschicht";
– oder durch das Verhindern, dass Körperausscheidungen durch den Raum zwischen dem absorbierenden Artikel und dem Träger entweichen, wie beispielsweise durch elastisch gemachte Raffungen an den Bein- und Taillenöffnungen.

Dies hat auch mit der Anlegung des Artikels an den Träger, wie beispielsweise indem Verschlussmittel, wie Bänder vorgesehen werden, und mit dem Halten des Artikels auf dem Träger, wie durch bandartige Anordnungen, die oft in die Anlegungsmittel integriert sind, zu tun.
Mit dieser Terminologie wird der "Komfort" für den Träger aktuell hautsächlich durch das Verbessern von Chassiselementen, wie das Anpassen der Chas siselemente der Windel, um einen guten "Sitz" des Artikels zu liefern, und so dass er weich und gepolstert ist, angesprochen.
In der PCT-Anmeldung WO 93/16669 (Alemany) oder der PCT-Anmeldung WO 93/21877 (Richardson) sind Einwegwindeln beschrieben, bei denen der Komfort des Trägers durch das Einführen elastisch gemachter Elemente, um eine bessere Nachgiebigkeit am Körper, sogar dann wenn der Träger sich bewegt, zu gewährleisten, verbessert wird.
Wenn man den Einfluss der Kerne auf den Komfort betrachtet, so liegt die gebräuchlich Lösung darin, weiche, nicht scheuernde Materialien für die Oberschichten zu verwenden oder die Dicke und/oder das Volumen des trockenen Artikels zu minimieren, vorzugsweise während die Weichheit solcher Kerne beibehalten wird. Neuerdings wurden Versuche unternommen, auch die Form und die Gestalt der absorbierenden Struktur anzupassen, um einen guten Sitz zu gewährleisten.
Da sogenannte superabsorbierende Materialien (oder Hydrogel ausbildende Materialien) eine breite Verwendung in absorbierenden Einwegartikeln gefunden haben, haben eine Anzahl von vermarkteten Produkten, wie PAMPERS, die von der Procter & Gamble Co. verkauft wird, oder HUGGIES, die von der Kimberly-Clark Corp. in verschiedenen Ländern verkauft wird, eine beträchtliche Reduktion der Dicke des Produkts erfahren.
Die US-A-5,098,423 (Pieniak) beschreibt Einwegwindeln, die versuchen, verschiedene "Komfortaspekte" anzusprechen, indem sie Strukturen "mit niedriger Fülligkeit im trockenen Zustand" bereitstellen, wobei sie beanspruchen, dass nicht nur die trockene Dicke der Struktur relevant ist sonder auch andere Dimensionen, wie

– die Querschnittsfläche des Kerns in der Schrittregion
– die Komprimierbarkeit des Artikels in der Schrittregion und die sich ergebende Dicke des Artikels nach dem Falten;
– die Größe der "Auftreffzone des Artikels",
– die Distanz der elastischen (Bein-) Elemente des Artikels.

Die hier beschriebenen Kernstrukturen können somit als dünn aber breit angesprochen werden.
Es wird weiter ein "Absorptionseffizienzindex" beschrieben, indem eine Menge eines Fluids, das von der Schrittregion aufgenommen werden sollte, zum Volumen des trockenen Kerns in Bezug gesetzt wird. Die Aufgabe dieses Parameters besteht darin, eine Gestaltung hin zu hohen Absorptionseigenschaften und Kapazitäten in der Schrittregion zu ermöglichen. Somit besteht immer noch eine grundsätzliche Aufgabe darin, auch große mengen von Urin im Schrittgebiet zu absorbieren, was jedoch unvermeidlich den Komfort nach der Beladung wesentlich reduziert. Dies wird um so auffälliger, je weiter die Leistung der absorbierenden Artikel verbessert wird, was zu absorbierenden Artikeln führt, die eine weit bessere Fluidhandhabungseigenschaft aufweisen und somit eine längere Gesamttragezeit und eine größere Menge von Fluid, das in solchen Artikeln enthalten ist, bevor sie entfernt werden.
In der US-A-4,994,037 (Bernardin) sind absorbierende Artikel beschrieben, die ein "umgekehrtes Kapazitätsprofil" aufweisen. Hier ist die ultimative Speicherkapazität weg von der Schrittregion angeordnet. Die beschriebenen Gestaltun gen für die absorbierenden Artikel berücksichtigen jedoch nicht die Anforderungen eines guten Sitzes zwischen den Beinen des Trägers noch die Fluidhandhabungserfordernisse, wie das Erzielen eine passenden Trockenheit der Haut und einer Fluidannahme. Während diese Gestaltungen die Kapazität weg vom Beladungspunkt anordnen, befassen sie sich nicht damit, wie ein Fluidtransport zu diesen Speicherregionen effektiv erzielt werden kann.
Die EP-A-0.455.607 beschreibt absorbierende Artikel, in denen in einer Schrittregion das Hydrogel ausbildende oder superabsorbierende Material in einer geringeren Konzentration als in der vorderen und hinteren Region vorhanden ist.
Die EP-A-0.532.005 beschreibt absorbierende Artikel, bei denen die Annahmeverteilungsleistung durch das Hinzufügen einer Transferschicht zwischen einem absorbierenden Körper und der zum Träger weisenden Oberfläche des Artikels verbessert wird, wobei diese Transferschicht aus synthetischen Fasern hergestellt ist.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, absorbierende Artikel bereit zu stellen, die einen verbesserten Sitz auch im beladenen Zustand aufweisen, die eine gute Fluidhandhabungsleistung und insbesondere eine gute Annahmeleistung besitzen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dies durch das ausgewählte Platzieren der ultimativen Speicherkapazität weg von der Schrittregion zu erzielen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dieses Merkmal ohne nachteilig den Sitz im trockenen Zustand zu beeinträchtigen, zu erzielen, indem Gestaltungen mit einer geringer Fülligkeit des Artikels in der Schrittregion bereitgestellt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dies unter Verwendung von Verteilungsmaterialien, die hohe Flussansaugeigenschaften aufweisen, zu erzielen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dies durch superabsorbierende Polymere zu erreichen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dies durch die Verwendung von porösen absorbierenden Materialien, wie sie durch eine HIPE-Polymerisation hergestellt werden, zu erzielen.
Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 bis 26 angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch eine Babywindel als ein Beispiel eines absorbierenden Artikels.
2 zeigt schematisch eine überziehbare Babywindel als ein Beispiel für einen absorbierenden Artikel.
3 zeigt den Testaufbau für den vertikalen Ansaugtest.
4 zeigt den Testaufbau für den Annahmetest.
5 zeigt den Testaufbau für das Collagen-Rücknässungsverfahren nach der Annahme.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Absorbierende Artikel allgemein
Der Ausdruck "absorbierende Artikel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Vorrichtungen, die Körperausscheidungen absorbieren und einschließen und insbesondere auf Vorrichtungen, die gegen den Körper des Trägers oder in der Nähe des Körpers platziert werden, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, primär Urin, zu absorbieren und einzuschließen.
Der Ausdruck "Einweg" wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, die nicht gewaschen oder sonst wie wieder hergestellt oder als ein absorbierender Artikel erneut verwendet werden sollen (das heißt, sie sollen nach einem einmaligen Gebrauch weggeworfen und vorzugsweise recycelt, kompostiert oder ansonsten in umweltverträglicher Weise entsorgt werden).
Ein absorbierende Artikel umfasst im allgemeinen:

– einen absorbierenden Kern oder eine Kernstruktur (die aus Unterstrukturen bestehen kann)
– eine fluiddurchlässige Oberschicht
– eine fluidundurchlässige Unterschicht;
– wahlweise weitere Merkmal, wie Verschlusselemente oder eine Elastikmachung

1 ist eine Aufsicht auf eine Ausführungsform eines absorbierenden Artikels der Erfindung, wobei es sich um eine Windel handelt.
Die Windel 20 ist in 1 in ihrem ausgebreiteten, nicht kontrahierten Zustand gezeigt (das heißt die elastisch eingeführte Kontraktion ist bis auf die Ausnahme der Seitenfelder, wo die Gummis in ihrem elastischen Zustand belassen wurden, herausgezogen), wobei Teile der Struktur weggeschnitten sind, um die Konstruktion der Windel 20 klarer zu zeigen, und wobei der Teil der Windel 20, der weg vom Träger zeigt, die äußere Oberfläche 52, zum Betrachter zeigt. Wie in 1 gezeigt ist, so umfasst die Windel 20 eine Einschlussvorrichtung 22, die vorzugsweise eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 24, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 26, die mit der Oberschicht 24 verbunden ist, und einen absorbierenden Kern 28, der zwischen der Oberschicht 24 und der Unterschicht 26 angeordnet ist, elastisch gemachte Seitenfelder 30, elastisch gemacht Beinaufschläge 32, ein elastisches Taillenelement 34 und ein Verschlusssystem, das ein Doppelspannungsbefestigungssystem, das allgemein mehrfach mit 36 bezeichnet ist, umfasst, aufweist. Das Doppelspannungsbefestigungssystem 36 umfasst vorzugsweise ein primäres Befestigungssystem 38 und ein Taillenverschlusssystem 40. Das primäre Befestigungssystem 38 umfasst vorzugsweise ein Paar Befestigungselemente 42 und ein Auftreffelement 44. Das Taillenverschlusssystem 40 ist in 1 so gezeigt, dass es vorzugsweise ein Paar erster Befestigungskomponenten 46 und eine zweite Befestigungskomponente 48 zeigt. Die Windel 20 umfasst vorzugsweise auch einen Positionierflecken 50, der unterhalb jeder ersten Befestigungskomponente 46 angeordnet ist.
Die Windel 20 ist in 1 so gezeigt, dass sie eine äußere Oberfläche 50 (die in 1 zum Betrachter zeigt), eine innere Oberfläche 54 entgegengesetzt zur äußeren Oberfläche 52, eine erste Taillenregion 56, eine zweite Taillenregion 58 gegenüber der ersten Taillenregion 56 und einen Umfang 60, der durch die äußeren Ränder der Windel 20 gebildet wird, wobei die Längsränder mit 62 bezeichnet sind, und die Stirnränder mit 64 bezeichnet sind, aufweist. Die innere Oberfläche 54 der Windel 20 umfasst den Teil der Windel 20, der während des Gebrauchs neben dem Körper des Trägers angeordnet ist (das heißt, die innere Oberfläche 54 wird im allgemeinen zumindest durch einen Teil der Oberschicht 24 und anderen Komponenten, die mit der Oberschicht 24 verbunden sind, gebildet). Die äußere Oberfläche 52 umfasst den Teil der Windel 20, der weg vom Körper des Trägers angeordnet ist (das heißt, die äußere Oberfläche 52, die im allgemeinen zumindest durch einen Teil der Unterschicht 26 und anderer Komponenten, die mit der Unterschicht 26 verbunden sind, gebildet wird. Die erste Taillenregion 56 und die zweite Taillenregion 58 erstrecken sich jeweils von den Stirnrändern 64 des Umfangs zur seitlichen Zentrallinie 66 der Windel 20. Die Taillenregionen umfassen jeweils eine zentrale Region 68 und ein paar Seitenfelder, die typischerweise die äußeren seitlichen Teile der Taillenregionen umfassen. Die Seitenfelder, die in der ersten Taillenregion 56 angeordnet sind, sind mit 70 bezeichnet, während die Seitenfelder in der zweiten Taillenregion 58 mit 72 bezeichnet sind. Während es nicht notwendig ist, dass das Paar der Seitenfelder oder jedes Seitenfeld identisch ist, so stellen sie vorzugsweise Spiegelbilder voneinander dar. Die Seitenfelder 72, die in der zweiten Taillenregion 58 angeordnet sind, können in seitlicher Richtung elastisch dehnbar sein (das heißt elastisch gemachte Seitenfelder 30). (Die seitliche Richtung (x-Richtung oder Breite) ist als die Richtung parallel zur seitlichen Zentrallinie 66 der Windel 20 definiert; die Längsrichtung (y-Richtung oder Länge) ist als die Richtung parallel zur Längszentrallinie 67 definiert; und die Axialrichtung (z-Richtung oder Dicke) ist als die Richtung, die sich durch die Dicke der Windel 20 erstreckt, definiert).
1 zeigt eine spezifische Ausführungsform der Windel 20, in welcher die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26 Längen- und Breitenabmessungen aufweisen, die im allgemeinen größer als solche des absorbierenden Kerns 28 sind. Die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26 erstrecken sich über die Ränder des absorbierenden Kerns 28, um somit den Umfang 60 der Windel 20 auszubilden. Der Umfang 60 definiert den äußeren Umfang oder in anderen Worten die Ränder der Windel 20. Der Umfang 60 umfasst die Längskanten 62 und die Stirnkanten 64.
Der Einschlussaufbau 22 der Windel 20 ist in 1 so gezeigt, dass er den Hauptkörper (Chassis) der Windel 20 umfasst. Der Einschlussaufbau 22 umfast mindestens einen absorbierenden Kern 28 und vorzugsweise eine äußere Deckschicht, die die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26 umfasst. Wenn der absorbierende Artikel einen getrennten Halter und eine Einlage umfasst, so umfasst der Einschlussaufbau 22 im allgemeinen den Halter und die Einlage (das heißt der Einschlussaufbau 22 umfasst eine oder mehrere Lagen von Material, um den Halter zu definieren, während die Einlage einen absorbierenden Schichtkörper, wie eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen absorbierenden Kern umfasst). Für einstückige absorbierende Artikel umfasst der Einschlussaufbau 22 die Hauptstruktur der Windel, der andere Merkmale hinzugefügt wurden, um die zusammengesetzte Windelstruktur auszubilden. Somit umfasst der Einschlussaufbau 22 der Windel 20 im allgemeinen die Oberschicht 24, die Unterschicht 26 und den absorbierenden Kern 28.
Während jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, dass er ähnlich irgend einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barriereaufschläge oder elastischen Aufschläge, wie sie oben beschrieben wurden, ist, umfasst jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 zumindest einen inneren Barriereaufschlag 84, der eine Barriereklappe 85 und ein elastisches Abstandselement 86 umfasst, wie das im oben angegebenen US-Patent 4,909,803 beschrieben ist. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der elastisch gemachte Beinaufschlag 32 zusätzlich einen elastischen Dichtungsaufschlag 104 mit einem oder mehreren elastischen Bändern 105, die außerhalb des Barriereaufschlags 84 angeordnet sind, wie das im oben angegebenen US-Patent 4,695,278 beschrieben ist.
Die Windel 20 kann weiter ein elastisches Taillenelement 34, das einen verbesserten Sitz und Einschluss liefert, umfassen. Das elastische Taillenelement 34 erstreckt sich mindestens längs außerhalb mindestens einer der Taillenränder 83 des absorbierenden Kerns 28 in mindestens die zentrale Region 68 und bildet im allgemeinen mindestens einen Teil des Stirnrandes 64 der Windel 20. Somit umfasst das elastische Taillenelement 34 den Teil der Windel, der sich mindestens vom Taillenrand 83 des absorbierenden Kerns 28 zum Stirnrand 64 der Windel 20 erstreckt, und neben der Taille des Trägers platziert werden soll.
Einwegwindeln sind im allgemeinen so konstruiert, dass sie zwei elastische Taillenelemente aufweisen, wobei eines in der ersten Taillenregion platziert, und wobei eines in der zweiten Taillenregion platziert ist. Während eine Einwegwindel der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen elastischen Taillenelement, das den Träger umgibt oder das ein stützendes Taillenelement mit nur hinteren Gummis aufweist, versehen ist, wird sich die Diskussion, die das elastische Taillenelement betrachtet, auf Windeln konzentrieren, die ein Paar elastischer Taillenelemente aufweisen, wobei mindestens eines und vorzugsweise beide gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert sind. Weiterhin wird, während das elastische Taillenelement oder eines seiner Teilelemente ein getrenntes Element, das am Einschlussaufbau 22 der Windel 20 befestigt ist, umfassen kann, das elastische Taillenelement 34 in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, in welcher das elastische Taillenelement 34 als eine Erweiterung anderer Elemente der Windel, wie der Unterschicht 26 oder der Oberschicht 24, vorzugsweise der Unterschicht 26 und der Oberschicht 24 konstruiert ist.
Das elastisch gemachte Taillenband 35 des elastischen Taillenelements 34 kann einen Teil der Oberschicht 24, einen Teil der Unterschicht 26, der vorzugsweise mechanisch gedehnt wurde, und ein Zweischichtmaterial, das ein elastisches Element 76, das zwischen der Oberschicht 24 und der Unterschicht 26 angeordnet ist, und ein elastisches Element 77, das zwischen der Unterschicht 26 und dem elastischen Element 76 angeordnet ist, aufweist, umfassen.
Diese Komponenten als auch weitere Komponenten der Windel sind detaillierter in der WO 93/16669 angegeben.
2 zeigt ein weiteres Beispiel eines absorbierenden Artikels, auf den die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, nämlich eine überziehbare Einwegwindel. Die überziehbare Einwegwindel 20 umfasst ein Chassis 21, Seitennähte 23 und einen absorbierenden Aufbau 22. Das Chassis 21 wird mindestens einen vorderen Teil 56, einen hinteren Teil 58, einen Schrittteil 57, Längsseitenregionen 88 und Ohrklappen 72 aufweisen, und es wird ein elastisches Ohrklappenelement 90, das operativ mit jeder Ohrklappe 72 verbunden ist, um eine laminierte Ohrklappe zu bilden, die elastisch durch ein mechanisches Dehnverfahren aktiviert werden wird, was detaillierter nachfolgend beschrieben werden wird, umfassen. Der absorbierende Aufbau 22 ist am Chassis 21 befestigt.
Die äußere Schicht 26 ist der Teil des Chassis 21, der das Äußere der überziehbaren Windel 20 bildet, das heißt vom Träger weg zeigt. Die äußere Schicht 26 ist nachgiebig, fühlt sich weich an und reizt die Haut des Trägers nicht.
Die innere Schicht 24 ist der Teil des Chassis 21, der das Innere des Chassis 21 formen wird und der mindestens die Taille und die Beine des Trägers berühren wird. Die innere Schicht ist auch nachgiebig, fühlt sich weich an und reizt die Haut des Trägers nicht.
Die innere Schicht 24 wird vorzugsweise neben der äußeren Schicht 26 angeordnet und wird vorzugsweise mit dieser durch (nicht gezeigte) Befestigungsmittel, wie sie aus dem Stand der Technik wohl bekannt sind, verbunden. Beispielsweise kann die innere Schicht 24 an der äußeren Schicht 26 durch eine gleichförmige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von getrennten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels befestigt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die innere Schicht 24 und die äußere Schicht 26 indirekt miteinander verbunden, indem sie direkt mit dem elastischen Ohrenklappenelementen 90, den elastischen Taillenbandelementen 76 und den elastischen Bänder 105 verbunden sind und indem sie direkt miteinander in den Gebieten verbunden sind, die sich über das elastischen Klappenelement 90, die elastischen Taillenbandelemente 76 und die elastischen Bänder 45 hinaus erstrecken.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird mindestens ein Teil der inneren und äußeren Lagen 24, 26 des Chassis einem mechanischen Dehnen unterworfen, um ein "nicht gerecktes" Dehnlaminat zu liefern, das die elastisch gemachten Ohrenklappen 30 bildet. Somit sind die inneren und äußeren Lagen 24, 26 vorzugsweise dehnbar, noch besser ziehbar aber nicht notwendigerweise elastisch, so dass die inneren und äußeren Lagen 24, 26 auf das mechanische Dehnen hin mindestens zu einem gewissen Grad permanent gedehnt sind, so dass sie nicht vollständig in ihren ursprüngliche ungestörte Konfiguration zurückkehren. In bevorzugten Ausführungsformen können die inneren und äußeren Lagen 24, 26 einem mechanischen Dehnen ohne einem übermäßigen Brechen oder Reißen unterworfen werden. Somit ist es vorteilhaft, wenn die inneren und äußeren Schichten 24, 26 eine niedrige Streckgrenze in Quermaschinenrichtung (seitlicher Richtung) aufweisen.
Das Chassis 21 der überziehbaren Einwegwindeln 20 umfast ferner vorzugsweise elastisch gemachte Beinaufschläge 32 für das Bereitstellen eines verbes serten Einschlusses von Flüssigkeiten und anderen Körperausscheidungen. Jeder elastische Beinaufschlag 32 kann mehrere verschiedene Ausführungsformen für das Reduzieren des Auslaufen von Körperausscheidungen in den Beinregionen umfassen. Während jeder elastische Beinaufschlag 32 so konfiguriert sein kann, dass er ähnlich irgend einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barriereaufschläge oder elastischen Aufschläge, die oben beschrieben sind, ist, umfasst vorzugsweise jeder elastisch gemachte Beinaufschlag 32 mindestens eine Seitenklappe 104 und ein oder mehrere elastische Bänder 105.
Das Chassis 21 der überziehbaren Einwegwindeln 20 umfasst vorzugsweise ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das neben dem Stirnrand 64 der überziehbaren Einwegwindeln 20 in mindestens dem hinteren Teil 58 angeordnet ist und dass noch besser ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das sowohl im vorderen Teil 56 als auch im hinteren Teil 58 angeordnet ist, umfasst. Das Taillenband der überziehbaren Einwegwindeln 20 ist der Teil, der neben der Taille des Trägers platziert werden soll. Das elastisch gemachte Taillenband 34 liefert ein Element, das eine definierte Gebietsabdeckung hält, das die Taille des Trägers berührt und das elastisch in mindestens der seitlichen Richtung dehnbar ist, um so dynamisch an der Taille des Trägers zu passen und sich dynamisch der Taille des Trägers anzupassen, um so einen verbesserten Sitz zu liefern. Somit ist das Taillenband im allgemeinen der Teil der überziehbaren Einwegwindeln 20, der sich vom Stirnrand 64 der überziehbaren Einwegwindeln 20 zu mindestens dem Taillenrand 83 des absorbierenden Kerns 28 erstreckt. Während das elastisch gemachte Taillenband 34 ein getrenntes Element umfassen kann, das am Chassis 21 der überziehbaren Einwegwindeln 20 befestigt ist, ist das Taillenband vorzugsweise eine Erweiterung anderer Elemente der überziehbaren Einwegwindeln 20, wie der inneren Schicht 24, der äußeren Schicht 26 oder jeder Kombination dieser Elemente und eines elastischen, damit verbundenen Materials. Alternativ können sich die Oberschicht und die Unterschicht der absorbierenden Vorrichtung 22 über die Kanten des absorbierenden Kerns 28 hinaus erstrecken und ein elastisches Material, das mit ihnen verbunden ist, aufweisen, um ein elastisch gemachtes Taillenband zu bilden. Einwegtrainingshosen sind oft so konstruiert, dass sie zwei elastisch gemachte Taillenbänder aufweisen, wobei eines im vorderen Teil 56 und das andere im hinteren Teil 58 angeordnet ist. Die überziehbaren Einwegwindeln 20 weißen mindestens ein elastisch gemachtes Taillenband 34, das in mindestens der zentralen Region 68 des hinteren Teils 58 angeordnet ist, auf. Vorzugsweise ist ein anderes elastisch gemachtes Taillenband im vorderen Teil 56 angeordnet. Vorzugsweise sind beide elastisch gemachte Taillenbänder 34 zwischen den elastisch gemachten Ohrklappen 30 angeordnet.
Das elastisch gemachte Taillenband 34 kann in einer Anzahl verschiedener Konfigurationen konstruiert sein. Gemäß den 2 und 3 umfasst das elastisch gemachte Taillenband 34 ein elastischen Taillenbandelement 76, das zwischen der innere Schicht 24 und der äußeren Schicht 26 angeordnet ist, und das operativ mit einer oder beiden der inneren oder äußeren Schichten 24, 26 zusammen mit dem vorderen Teil 56 und dem hinteren Teil 58 der überziehbaren Einwegwindeln 20 verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Chassis 21 elastische Ohrenklappen 30 im vorderen Teil 56 und im hinteren Teil 58. Die elastischen Ohrenklappen 30 sind einstückige Elemente des Chassis, das heißt sie sind nicht getrennt handhabbare Elemente, die am Chassis befestigt sind, sondern sie sind stattdessen aus dem Chassismaterial ausgebildet und stellen Erweite rungen von diesem dar. Die elastisch gemachten Ohrklappen 30 tiefem ein elastisch dehnbares Element, das ein komfortableren und angepassteren Sitz liefert, indem es das Einwegkleidungsstück in nachgiebiger Weise am Träger befestigt und diesen Sitz während der Tragezeit bis nach dem Zeitpunkt, zu der das Einwegkleidungsstück mit Ausscheidungen beladen wird, aufrecht hält, da die elastisch gemachten Ohrklappen es den Seiten des Einwegkleidungsstücks ermöglichen, sich zu expandieren und zu kontrahieren.
Jede Ohrklappe 72 umfasst den Teil des Chassis 21, der sich seitliche außerhalb und entlang der zentralen Region 68 des Chassis 21 zur Längsseitenregion 88 des Chassis 21 erstreckt. Die Ohrklappe 72 erstreckt sich im allgemeinen längs vom Stirnrand 64 des Chassis 21 zu den Teilen des Längsrandes 62 des Chassis 21, die die Beinöffnung bildet (dieses Segment des Längsrandes 62 ist als Beinrand 106 bezeichnet). In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jede Ohrklappe durch die Teile der innern Schicht 24 und der äußeren Schicht 26, die sich über die zentrale Region 68 des Chassis 21 erstrecken, ausgebildet.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Ohrklappenelemente 90 operativ mit dem Chassis 21 in den Ohrklappen 72 vorzugsweise zwischen der inneren Schicht 24 und der äußeren Schicht 26 verbunden, so dass es die elastischen Ohrklappenelemente 90 den elastischen Ohrklappen 30 ermöglichen, elastisch in seitlicher Richtung dehnbar zu sein (seitlich elastisch dehnbar). Der Ausdruck "elastisch dehnbar", wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein Segment oder ein Teil des Chassis, das sich in mindestens einer Richtung (vorzugsweise der seitlichen Richtung der Ohrklappen und der Taillenbänder) dehnt, wenn Zugkräfte (typischerweise seitliche Zugkräfte für die Ohrklappen und die Taillenbänder) aufgebracht werden, und der ungefähr zu seiner vorherigen Größe und Konfiguration zurückkehrt, wenn die Zugkräfte entfernt werden. Im allgemeinen werden elastomere Materialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sich kontrahierend auf mindestens ungefähr 75% ihrer ursprünglichen Konfiguration innerhalb von ungefähr 5 Sekunden oder weniger nach dem Dehnen und dem direkten Freigeben zurückziehen (das heißt "schnapp-elastisch").
Absorbierender Kern/Kernstruktur
Der absorbierende Kern (28) sollte im allgemeinen komprimierbar, nachgiebig und die Haut des Trägers nicht reizend sein, und er sollte Flüssigkeiten, wie Urin und gewisse andere Körperausscheidungen, absorbieren und halten können. Wie in 1 gezeigt ist, weist der absorbierende Kern 28 eine Kleidungsoberfläche ("unterer Teil" oder "Bodenteil"), eine Körperoberfläche, Seitenränder und Taillenränder auf. Der absorbierende Kern kann eine breite Vielzahl von flüssigkeitsabsorbierenden oder Flüssigkeit handhabenden Materialien, die gemeinhin in Einwegwindeln und anderen absorbierenden Artikeln verwendet werden, aufweisen, wobei diese in nicht einschränkender Weise zerkleinerten Holzzellstoff, der allgemein als Luftfilz bezeichnet wird, schmelzgeblasene Polymere, die Coform einschließen, chemisch versteifte, modifiziert oder vernetzte Zellulosefasern, Tissue, das Tissuehüllen und Tissuelaminate einschließt, umfassen.
Beispiele absorbierender Strukturen sind im US-Patent 4,610,678 mit dem Titel "High-Density Absorbent Structures", das an Weisman et al. am 9. September 1986 erteilt wurde, im US-Patent 4,673,402 mit dem Titel "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores", das an Weisman et al. am 16. Juni 1987 erteilt wurde, im US-Patent 4,888,231 mit dem Titel "Absorbent Core Having A Dusting Layer", das an Angstadt am 19. Dezember 1989 erteilt wurde, in der EP-A-0 640 330 von Bewick-Sonntag et al., im US-Patent 5,180,622 (Berg et al.), im US-Patent 5,102,597 (Roe et al.) und im US-Patent 5,387,207 (LaVon) beschrieben. Solche Strukturen können angepasst werden, so dass sie mit den angegebenen Anforderungen für eine Verwendung als absorbierender Kern 28 kompatibel sind.
Der absorbierende Kern 28 kann eine einheitliche Kernstruktur sein oder er kann eine Kombination mehrerer absorbierender Strukturen sein, die wiederum aus einer oder mehreren Unterstrukturen bestehen können. Jede der Strukturen oder Unterstrukturen kann im wesentlichen eine zweidimensionale Erstreckung (das heißt eine Schicht sein) oder eine dreidimensionale Form aufweisen.
Materialien zur Verwendung in absorbierenden Kernen
Der absorbierende Kern der vorliegenden Erfindung kann Fasermaterialien, um Fasergewebe oder Fasermatrizen auszubilden, umfassen.
Fasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen natürlich vorkommende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) als auch synthetisch hergestellte Fasern. Beispiele geeigneter nicht modifizierter/modifizierter natürlich vorkommender Fasern umfassen Baumwolle, Espartogras, Zuckerrohr, Kemp, Flachs, Seide, Wolle, Holzzellstoff, chemisch modifizierter Holzzellstoff, Jute, Reyon, Ethylcellulose und Zelluloseacetat. Geeignete synthetische Fasern können aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylen, wie ORLON^®, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, nicht löslichen oder löslichen Polyvinylalkohol, Polyolefinen, wie Polyethylen (beispielsweise PULPEX^®) und Polypropylen, Polymamiden, wie Nylon, Polyester, wie DACRON^® oder KODEL^®, Polyurethane, Polystyrene und dergleichen. Die verwendeten Fasern können nur natürlich vorkommende Fasern, nur synthetische Fasern oder irgend eine kompatible Kombination aus natürlich vorkommenden und synthetischen Fasern umfassen. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Fasern können hydrophil sein oder sie können eine Kombination aus hydrophilen und hydrophoben Fasern bilden.
Für viele absorbierende Kerne oder Kernstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung hydrophiler Fasern bevorzugt. Für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete hydrophile Fasern umfassen Zellulosefasern, Reyon, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (beispielsweise DACRON^®), hydrophiles Nylon (HYDROFIL^®) und dergleichen. Geeignete hydrophile Fasern können auch durch das Hydrophilisieren hydrophober Fasern erhalten werden, wie beispielsweise thermoplastische Fasern, die mit einem grenzflächenaktiven Stoff oder Silica behandelt wurden, die beispielsweise aus Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrenen, Polyurethanen oder dergleichen gewonnen werden.
Geeignete Holzzellstofffasern kann man aus wohl bekannten chemischen Verfahren wie Kraft- und Sulfitverfahren erhalten. Es ist speziell vorteilhaft, diese Holzzellstofffasern von südlichen Weichhölzern zu gewinnen, da sie überle gene Absorptionseigenschaften aufweisen. Diese Holzzellstofffasern können auch aus mechanischen Verfahren, wie Holzschliff oder mechanischen, thermomechanischen, chemomechanischen und chemothermomechanischen Zellstoffverfahren erhalten werden. Recycelte oder sekundäre Holzzellstofffasern als auch gebleichte und ungebleichte Holzzellstofffasern, können verwendet werden.
Eine geeignete Quelle hydrophiler für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeigneter Fasern, insbesondere für absorbierende Regionen, die sowohl eine gute Fluidannahme als auch gute Verteilungseigenschaften erfordern, sind chemisch versteifte Zellulosefasern. Der Ausdruck "chemisch versteifte Zellulosefasern", wie er hier verwendet wird, bezeichnet Zellulosefasern, die durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifigkeit der Fasern sowohl im trockenen als auch im nassen 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 beschichten oder imprägnieren können, umfassen: kationisch modifizierte Stärken, die Stickstoff enthaltende Gruppen (beispielsweise Aminogruppen) aufweisen, wie sie von National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA erhältlich sind, Latex, 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 Cyanamid Co., Stamford, CT, USA unter dem Markennamen Parez^® 631 NC vermarktet werden, Harnstoffformaldehyd- und Melaminformaldehydharze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Abhandlung über nassfeste Harze, die bei der Papierherstellung verwendet werden und hier allgemein anwendbar sind, kann man in den TAPPI Monographiereihen 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, chemisch Vernetzungsbindungen innerhalb der Fasern auszubilden. Diese Vernetzungsbindungen können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Während die Verwendung von Vernetzungsverbindungen in den Fasern, um die Fasern chemisch zu versteifen, bevorzugt wird, soll das andere Typen von Reaktion für das chemische Versteifen der Fasern nicht ausschließen.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter Form (das heißt die individualisierten Fasern als auch ein Verfahren für ihre Herstellung), versteift werden, 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 19. Dezember 1989 erteilt wurde, im US-Patent 4,898,642d (Moore et al.), das am 6. Februar 1990 erteilt wurde, und im US-Patent 5,137,537 (Herron et al.), das am 11. August 1992 erteilt wurde, beschrieben.
Bei den aktuell bevorzugten versteiften Fasern umfasst die chemische Verarbeitung die Intrafaservernetzung mit Vernetzungsmitteln, während sich solche Fasern in einem relativ entwässerten, aufgefaserten (das heißt individualisieren) verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Geeignete chemische Versteifungsmittel sind typischerweise monomere Vernetzungsmittel, die insbesondere C₂-C₉ Polycarboxylsäuren, wie Zitronensäure, enthalten.
Solche versteiften Fasern, die verdreht und gekräuselt sind, können unter Bezug auf eine "Verdrehzahl" und einen "Kräuselungsfaktor" quantifiziert werden. Der Ausdruck "Verdrehzahl", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Anzahl der Drehknoten, die in einer gewissen Länge der Faser vorhanden sind. Die Verdrehzahl wird als ein Mittel für das Messen des Grads, zu dem die Faser um ihre Langsachse gedreht ist, verwendet. Der Ausdruck "Drehknoten" bezieht sich auf eine im wesentlichen axialer Rotation von 180° um die Längsachse der Faser, wobei ein Teil der Faser (das ist der "Knoten") relativ zum Rest der Faser dunkel erscheint, wenn diese unter einem Durchlichtmikroskop betrachtet wird. Der Drehknoten erscheint an Stellen, wo das durchfallende Licht durch die vorher erwähnte Rotation durch eine zusätzliche Faserwand fällt, dunkel. Die Distanz zwischen den Knoten entspricht einer axialen Drehung um 180°. Die Anzahl der Drehknoten in einer gewissen Länge der Fasern (das ist die Verdrehzahl) zeigt direkt den Grad der Faserverdrehung an, der einen physikalischen Parameter der Faser darstellt. Die Verfahren für das Bestimmen der Drehknoten und der gesamten Drehknotenanzahl sind im US-Patent 4,898,642 beschrieben.
Solche versteiften Fasern werden weiterhin eine mittlere trockene Faserverdrehzahl von mindestens ungefähr 2,7, vorzugsweise von mindestens ungefähr 4,5 Drehknoten pro Millimeter aufweisen. Weiterhin sollte die mittlere Verdrehzahl der nassen Faser dieser Fasern vorzugsweise mindestens ungefähr 1,8, vorzugsweise mindestens ungefähr 3,0 betragen und sie sollte auch mindestens ungefähr 0,5 Drehknoten pro Millimeter kleiner als die mittlere Verdrehzahl der trockenen Faser sein. Noch besser ist es, wenn die mittlere Verdrehzahl der trockenen Faser mindestens ungefähr 5,5 Verdrehknoten pro Millimeter beträgt, und die mittlere Verdrehzahl der nassen Faser sollte mindestens ungefähr 4,0 Verdrehknoten pro Millimeter betragen und sie sollte auch um mindestens 1,0 Verdrehknoten pro Millimeter kleiner als die mittlere Verdrehzahl der trockenen Faser sein. Am besten ist es, wenn die mittlere Verdrehzahl der trockenen Faser mindestens ungefähr 6,5 Verdrehknoten pro Millimeter aufweist, und wenn die mittlere Verdrehzahl der nassen Faser mindestens ungefähr 5,0 Verdrehknoten pro Millimeter beträgt und auch mindestens um 1,0 Verdrehknoten pro Millimeter kleiner als die mittlere Verdrehzahl der trockenen Faser ist.
Zusätzlich zur Verdrehung sind die bevorzugten versteiften Fasern auch gekräuselt. Die Faserkräuselung kann als die bruchteilartige Verkürzung der Faser durch Haken, Verdrehungen und/oder Biegungen in der Faser beschrieben werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Faserkräuselung in einer zweidimensionalen Ebene gemessen. Das Ausmaß der Faserkräuselung kann unter Bezugnahme auf einen Faserkräuselungsfaktor quantifiziert werden. Der Faserkräuselungsfaktor, ein zweidimensionale Maß der Kräuselung, wird bestimmt, wenn man die Faser in einer zweidimensionalen Ebene betrachtet. Um einen Kräuselungsfaktor zu bestimmen, werden die projizierte Länge der Faser als die längste Abmessung eines zweidimensionalen Rechtecks, das die Faser umgibt, L_R und die tatsächliche Länge der Faser L_A beide gemessen. Der Faserkräuselungsfaktor kann dann nach der folgenden Gleichung berechnet werden: Kräuselungsfaktor = (LA/LR) – 1
Ein Bildanalyseverfahren, das verwendet werden kann, um L_R und L_A zu messen, ist im US-Patent 4,898,642 beschrieben. Vorzugsweise werden die versteiften Fasern einen Kräuselungsfaktor von mindestens ungefähr 0,30, und noch besser von mindestens ungefähr 0,50 aufweisen.
Diese chemisch versteiften Zellulosefasern haben gewisse Eigenschaften, die sich in gewissen absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu nicht versteiften Zellulosefasern speziell nützlich machen. Zusätzlich zur Tatsache, dass sie hydrophil sind, weisen diese versteiften Fasern eindeutige Kombinationen von Steifigkeit und Nachgiebigkeit auf.
Zusätzlich oder alternativ können synthetische oder thermoplastische Fasern in den absorbierenden Strukturen vorhanden sein, wie sie beispielsweise aus jedem thermoplastischen Polymer, das bei Temperaturen geschmolzen werden kann, die die Fasern nicht extensiv beschädigen, hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Schmelzpunkt dieses thermoplastischen Materials bei weniger als ungefähr 190°C, noch besser zwischen ungefähr 75°C und ungefähr 175°C liegen. In jedem Fall sollte der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials nicht niedriger als die Temperatur sein, bei denen thermisch verbundene absorbierende Strukturen, wenn sie in absorbierenden Artikeln verwendet werden, wahrscheinlich gelagert werden. Der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt typischerweise nicht niedriger als bei ungefähr 50°C.
Die thermoplastischen Materialien und insbesondere die thermoplastischen Fasern können aus einer Vielzahl thermoplastischer Polymere, die Polyolefine, wie Polyethylen (beispielsweise PULPEX^®) und Polypropylen, Polyester, Copolyester, Polyvinylacetat, Polyamide, Copolyamide, Polystyrene, Polyurethane und Copolymere irgend einer der vorangehenden Stoffe, wie Vinylchlroid/Vinylacetat und dergleichen einschließen. Geeignete thermoplastische Materialien umfassen hydrophobe Fasern, die hydrophil gemacht wurden, wie mit einem grenzflächenaktiven Stoff oder mit Silica behandelte thermoplastische Fasern, die beispielsweise aus Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrenen, Polyurethanen und dergleichen gewonnen werden. Die Oberfläche der hydrophoben thermoplastischen Fasern kann durch Behandlung mit einem grenzflächenaktiven Stoff, wie einem nichtionogenen oder anionischen grenzflächenaktiven Stoff, beispielsweise durch das Einsprühen der Faser mit einem grenzflächenaktiven Stoff, durch das Tauchen der Faser in einen grenzflächenaktiven Stoff oder durch das Einschließen des grenzflächenaktiven Stoffs als Teil der Polymerschmelze bei der Herstellung der thermoplastischen Fasern hydrophil gemacht werden. Nach dem Schmelzen und der Wiederverfestigung wird der grenzflächenaktive Stoff dazu neigen, an den Oberflächen der thermoplastischen Faser anzuhaften. Geeignete grenzflächenaktive Stoffe umfassen nichtionogene grenzflächenaktiven Stoffe, wie Brij^® 76, das von ICI Americas Inc. aus Wilmingtion Delaware hergestellt wird, und verschiedene grenzflächenaktiven Stoffe, die unter der Marke Pegosperse^® von Glyco Chemical Inc. aus Greenwich, Connecticut verkauft werden. Neben nichtionogenen grenzflächenaktiven Stoffen können auch anionische grenzflächenaktive Stoffe verwendet werden. Diese grenzflächenaktiven Stoffe können auf thermoplastische Fasern in Mengen von bei spielsweise ungefähr 0,2 bis ungefähr 1 Gramm pro Quadratzentimeter der thermoplastischen Faser aufgebracht werden.
Geeignete thermoplastische Fasern können aus einem einzigen Polymer gemacht sein (Monokomponentenfasern) oder sie können aus mehr als einem Polymer hergestellt sein (beispielsweise Zweikomponentenfasern). Beispielsweise kann sich der Ausdruck "Zweikomponentenfasern" auf thermoplastische Fasern, die eine Kernfaser, die aus einem Polymer hergestellt ist, die mit einer thermoplastischen Hülle, die aus einem anderen Polymer hergestellt ist, umfassen, beziehen. Das Polymer, das die Hülle bildet, schmilzt oft bei einer anderen, typischerweise niedrigeren Temperatur als das Polymer, das den Kern bildet. Somit liefern diese Zweikomponentenfasern ein thermisches Verbinden durch das Schmelzen des Hüllenpolymers, während sie die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Kernpolymers beibehalten.
Für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Zweikomponentenfasern können Hüllen/Kern-Fasern, die die folgenden Polymerkombinationen aufweisen, umfassen: Polyethylen/Polypropylen, Polyethylvinylacetat/Polypropylen, Polyethylen/Polyester, Polypropylen/Polyester, Copolyester/Polyester und dergleichen. Für eine Verwendung hier speziell geeignete thermoplastische Zweikomponentenfasern sind solche die einen Polypropylen- oder Polyesterkern und eine Hülle aus einem niedriger schmelzenden Copolyester, Polyethylvinylacetat oder Polyethylen aufweisen (beispielsweise die Zweikomponentenfasern DANAKLON^®, CELBOND^® oder CHISSO^®). Diese Zweikomponentenfasern können konzentrisch oder exzentrisch sein. Die Ausdrücke "konzentrisch" und "exzentrisch", wie sie hier verwendet werden, beziehen sich darauf, ob die Hülle eine Dicke hat, die gleichförmig oder un gleichförmig über der Querschnittsfläche der Zweikomponentenfaser ist. Exzentrische Zweikomponentenfasern können bei der Bereitstellung einer größeren Kompressionsfestigkeit bei einer geringeren Faserdicke wünschenswert sein. Für eine Verwendung hier geeignete Zweikomponentenfasern können entweder nicht gekräuselt oder gekräuselt (das ist gebogen) sein. Zweikomponentenfasern können durch typische textile Mittel, beispielsweise ein Stauchkastenverfahren oder ein Zahnradkräuselverfahren, gekräuselt werden, um eine vorwiegend zweidimensionale oder "flache" Kräuselung zu erhalten.
Im Falle thermoplastischer Fasern kann ihre Länge in Abhängigkeit vom speziellen Schmelzpunkt und anderen Eigenschaften, die für diese Fasern gewünscht werden, variieren. Typischerweise weisen diese thermoplastischen Fasern eine Länge von ungefähr 0,3 bis ungefähr 7,5 cm, vorzugsweise von ungefähr 0,4 bis ungefähr 3,0 cm auf. Die Eigenschaften dieser thermoplastischen Fasern, die den Schmelzpunkt einschließen, können auch durch das Variieren des Durchmessers (der Dicke) der Fasern eingestellt werden. Der Durchmesser dieser thermoplastischen Fasern wird typischerweise in Ausdrucken von entweder Denier (Gramm pro 9000 Meter) oder Decitx (Gramm pro 10000 Meter dtex) angegeben. In Abhängigkeit von der speziellen Anordnung in der Struktur können geeignete thermoplastische Fasern einen Decitex im Bereich von weit unter 1 Decitex, wie von ungefähr 0,4 Decitex, bis zu ungefähr 20 dtex aufweisen.
Diese Fasermaterialien können in einer individualisierten Form verwendet werden, wenn der absorbierende Artikel hergestellt wird, und eine im Luftstrom gelegte Faserstruktur wird auf der Fertigungslinie hergestellt. Diese Fasern können auch als ein vorgeformtes Fasergewebe oder ein Tissue verwendet werden. Diese Strukturen werden dann zur Produktion des Artikels im wesentlichen in endloser oder sehr langer Form (beispielsweise auf einer Rolle, Spule) geliefert und dann in die passende Größe geschnitten. Dies kann mit jedem dieser Materialien einzeln geschehen, bevor diese mit den anderen Materialien kombiniert werden, um den absorbierenden Kern auszubilden, oder wenn der Kern selbst geschnitten wird und diese Materialien sich gemeinsam mit dem Kern erstrecken.
Es gibt eine große Vielzahl von Verfahren für das Herstellen solcher Bahnen oder Tissues, und solche Verfahren sind im Stand der Technik wohl bekannt.
Im Hinblick auf Fasern, die für das Herstellen solcher Bahnen verwendet werden, besteht im Prinzip nahezu keine Beschränkung, wobei jedoch gewisse Stoffausbildungsverfahren und Verbindungsverfahren mit gewissen Materialien oder Fasertypen nicht voll kompatibel sein können.
Wenn man vereinzelte Fasern als Ausgangsmaterial für das Herstellen eines Stoffs betrachtet, so können diese in einem fluiden Medium abgelegt werden, wenn dieses dabei gasförmig ist (Luft), so werden solche Strukturen als im wesentlichen "trocken gelegt" bezeichnet, wohingegen wenn dies eine Flüssigkeit ist, solche Strukturen im allgemeinen als "nass gelegt" bezeichnet werden. Das "Nasslegen" wird weithin verwendet, um Papiertissues mit einem breiten Bereich von Eigenschaften herzustellen. Dieser Ausdruck wird am gebräuchlichsten mit Zellulosematerialien verwendet, wobei aber auch synthetische Fasern eingeschlossen werden können.
Das "Trockenlegen" wird weithin für Vliesstoffe verwendet, und oft kann das Kardierverfahren verwendet werden, um solche Stoffe auszubilden. Auch die allgemein bekannten "im Luftstrom gelegten Tissues" fallen unter diese Kategorie.
Ein geschmolzenes Polymer kann in Fasern extrudiert werden, die dann direkt in einen Stoff ausgeformt werden können (das heißt es wird der Verfahrensschritt der Herstellung einzelner Fasern, die dann in einem getrennten Verfahrensschritt zu einem Stoff geformt werden, weggelassen). Die sich ergebenden Strukturen werden gemeinhin als Vliesstoffe des schmelzgeblasenen Typs, oder wenn die Fasern signifikant mehr gezogen werden, als Spinnvlies bezeichnet.
Weiterhin können die Stoffe auch durch das Kombinieren einer oder mehrere der anderen Ausbildungstechnologien ausgebildet werden.
Um den Stoffstrukturen eine gewisse Festigkeit und Integrität zu geben, werden diese im allgemeinen verbunden. Die am häufigsten verwendeten Techniken sind (a) das chemische Verbinden oder (b) das thermische Verbinden durch das Schmelzen eines Teil des Stoffs. Bei letzterem können die Fasern komprimiert werden, was zu einzelnen Bindungspunkten führt, die beispielsweise in Vliesstoffen einen wesentlichen Teil der Gesamtfläche bedecken, wobei Werte von 20% nicht ungewöhnlich sind. Oder für Strukturen, bei denen niedrige Dichten gewünscht werden, kann eine luftdurchlässige Verbindung vorteilhaft angewandt werden, bei der Teile der Polymere, beispielsweise das Hüllenmaterial von Zweikomponentenfasern, mittels erhitzter Luft, die durch den (oft im Luftstrom gelegten) Stoff geführt wird, geschmolzen wird.
Nachdem die Stoffe ausgeformt und verbunden sind, können diese weiter behandelt werden, um spezielle Eigenschaften zu modifizieren. Dies kann als eines der vielen möglichen Beispiele die Aufbringung eines zusätzlichen grenzflächenaktiven Stoffs, um die hydrophoben Fasern hydrophiler zu machen oder um die hydrophilen Fasern hydrophober zu machen sein. Auch eine mechanische Behandlung nach der Ausbildung, wie sie in der EP-Anmeldung 96108427.4 beschrieben ist, kann verwendet werden, um solchen Materialien speziell nützliche Eigenschaften zu verleihen.
Zusätzlich oder alternativ zu Faserstoffen können die absorbierenden Kerne andere poröse Materialien, wie Schäume, umfassen. Bevorzugte Schäume sind offenzellige absorbierende Polymerschaummaterialien, wie sie durch das Polymerisieren einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher interner Phase (nachfolgend als HIPE bezeichnet) gewonnen werden. Solche Polymerschäume können ausgebildet werden, um die erforderlichen Speichereigenschaften als auch die erforderlichen Verteilungseigenschaften zu liefern.
Aus HIPE gewonnene Schäume, die sowohl die erforderlichen Verteilungseigenschaften als auch die Speichereigenschaften für eine Verwendung hier liefern, sind in der parallelen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/563,866 (DesMarais et al.), die am 25. November 1995 eingereicht wurde (nachfolgend als "866-Anmeldung bezeichnet), deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, der parallelen US-Patentammeldung mit der Seriennummer 08/542,497 , die am 13. Oktober 1995 eingereicht wurde (Dyer et al.), im US-Patent 5,387,207 (Dyer et al.), das am 7. Februar 1995 erteilt wurde, und im US-Patent 5,260,345 (DesMarais et al.), das am 9. November 1993 erteilt wurde, beschrieben.
In der vorliegenden Erfindung verwendbare Polymerschäume sind solche, die relativ offenzellig sind. Dies bedeutet, dass sich die einzelnen Zellen des Schaums in einer vollständigen, nicht gestörten Kommunikation mit angrenzenden Zellen befinden. 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 zur anderen innerhalb der Schaumstruktur zu gestatten.
Diese im wesentlichen offenzelligen Schaumstrukturen werden im allgemeinen einen vernetzten Charakter aufweisen, wobei die einzelnen Zellen durch eine Vielzahl von gegenseitig verbundenen dreidimensional verzweigten Stoffen gebildet werden. Die Stränge des Polymersmaterials, die diese verzweigten Stoffe bildet, können als "Streben" bezeichnet werden. Offenzellige Schäume, die eine typische strebenartige Struktur aufweisen, sind beispielsweise in den Mikrophotographien der 1 und 2 in der '866 Anmeldung gezeigt. Im hier verwendeten Sinn ist ein Schaummaterial "offenzellig", wenn mindestens 80% der Zellen in der Schaumstruktur, die mindestens 1 Mikrometer Größe aufweisen, sich in Fluidkommunikation mit mindestens einer benachbarten Zelle befinden.
Zusätzlich zur Offenzelligkeit sind diese Polymerschäume auch ausreichend hydrophil, um es dem Schaum zu ermöglichen, wässrige Fluide in den Mengen zu absorbieren, die nachfolgend spezifiziert werden. Die inneren Oberflächen der Schaumstrukturen werden durch hydrophilisierende grenzflächenaktive Reststoffe, die in der Schaumstruktur nach der Polymerisation belassen wurden, oder durch ausgewählte Schaumbehandlungsverfahren nach der Polymerisation hydrophil gemacht.
Die Polymerschäume können in Form von kollabierten (das heißt nicht expandierten) Polymerschäumen hergestellt werden, die nach dem Kontakt mit wässrigen Fluiden expandieren und solche Fluide absorbieren. 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 ein thermisches Trocknen und/oder eine Vakuumentwässerung erhalten. Nach der Kompression und/oder der thermisch Trocknung/der Vakuumentwässerung befindet sich der Polymerschaum in einem kollabierten oder nicht expandierten Zustand. Nicht kollabierbare Schäume wie solche, die in der parallelen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/542,497 und im US-Patent 5,260,345 beschrieben sind, sind als Verteilungsmaterial nützlich.
Superabsorbierende Polymere oder Hydrogele
Wählweise und oft vorzugsweise können die absorbierenden Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung superabsorbierende Polymere oder Hydrogele aufweisen. Die Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen eine Vielzahl von im wesentlichen wasserunlöslichen aber in Wasser quellbaren Polymeren, die große Mengen von Flüssigkeiten absorbieren können. Solche Polymermateria lien werden gemeinhin auch als "Hydrocolloide" oder "superabsorbierende Materialien" bezeichnet. Diese Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere weisen vorzugsweise eine Vielzahl von anionischen funktionellen Gruppen, wie Schwefelsäure und noch typischer Kohlenstoffgruppen auf. Beispiele von Polymeren, die für eine Verwendung hier geeignet sind, umfassen solche, die aus polymerisierbaren, nicht gesättigten, Säure enthaltenden Monomeren hergestellt sind.
Einige nicht sauren Monomere können auch, gewöhnlicherweise in kleineren Mengen, bei der Herstellung der Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere hier eingeschlossen 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 Schwefelsäuregruppen enthalten, einschließen. Beispiele solcher wohl bekannter Materialien sind 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.
Hydrogel ausbildende absorbierende Polymere, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, enthalten Carboxylgruppen. Diese Polymere umfassen hydrolysierte Stärkeacrylonitrilkraftcopolymere, teilweise neutralisierte Stärkeacrylonitrilkraftcopolymere, Stärkeacrylsäurekraftcopolymere, teilweise neutralisierte Stärkeacrylsäurekraftcopolymere, verseifte Vinylacetatacrylestercopolymere, hydrolysierte Acrylonitril- oder Acrylamidcopolymere, leicht vernetzte Polymere aus irgend welchen der vorangehenden Copolymere, teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und leicht vernetzte Polymere teilweise neutralisierter Polyacrylsäure. Diese Polymere können entweder alleine oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehr verschiedenen 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 für die Verwendung bei der Herstellung von Hydrogel ausbildenden Teilchen am meisten bevorzugten Polymermaterialien sind leicht vernetzte Polymere teilweise neutralisierter Polyacrylsäuren und Stärkederivate davon. Am besten umfassen die Hydrogel ausbildenden Teilchen ungefähr 50 bis ungefähr 95%, noch besser ungefähr 75% neutralisierter, leicht vernetzter Polyacrylsäure (das ist Poly(Natriumacrylat/Acrylsäure)).
Wie oben beschrieben wurden, sind die Hydrogel ausbildenden absorbierenden Polymere vorzugsweise leicht vernetzt. Das Vernetzten dient dazu, das Polymer im wesentlichen wasserunlöslich zu halten, und es bestimmt zum Teil die Absorptionskapazität und die extrahierbaren Polymergehalteigenschaften der Vorläuferteilchen und der sich ergebenden Makrostrukturen. Verfahren für die Vernetzung der Polymere und typische Vernetzungsmittel sind im Detail im oben angegebenen US-Patent 4,076,663 und in der DE-A-4020780 (Dahmen) angegeben.
Die superabsorbierenden Materialien können in Teilchenform oder in Faserform verwendet werden und sie können auch mit anderen Elementen kombiniert werden, um die vorgeformten Strukturen zu bilden.
Während die einzelnen Elemente getrennt beschrieben wurden, so können die absorbierende Struktur oder Unterstruktur durch das Kombinieren einer oder mehrerer dieser Elemente hergestellt werden.
Ohne als Einschränkung gemeint zu sein, sind nachfolgend geeignete Kombinationen angegeben:

– ein teilchenförmiges superabsorbierendes Polymer (SAP), das mit Zellulosefasern oder anderen Fasern gemischt wird. Das Grundprinzip ist wohl erprobt und bekannt, wobei jedoch beim Versuch, die Dicke der Artikel zu reduzieren, neuerdings höhere und höhere Verhältnisse des Gewichts des SAP zu den Fasern verwendet wurden. Innerhalb dieses Umfangs liegen eine Kombination des SAP mit Bindemitteln, wie Heißschmelzkleber (wie er in der EP-A- 0.695.541 beschrieben ist) oder mit schmelzbarem Polymermaterial (wie PE-Teilchen), wobei dies ein geeignetes Werkzeug kann, um das SAP zu immobilisieren;
– SAP, das eine Unterstruktur bildet durch Vernetzungen zwischen den Teilchen;
– faserförmiges SAP wird mit anderen Fasern gemischt oder bildet einen faserförmigen SAP-Stoff aus;
– Schaumstrukturen, die sich in der Porengröße etc. unterscheiden.

Verbesserte absorbierende Artikel
Nachdem absorbierende Artikel und geeignete Materialien, Strukturen, Komponenten oder Unterkomponenten in allgemeinen Ausdrücken beschrieben wurden, wird das Folgende die speziellen Merkmale der vorliegenden Erfin dung beschreiben. Hierbei wird der Schwerpunkt auf die Beschreibung der Handhabung von Urinabgaben bei den jeweiligen Trägem und die sich ergebende Anforderung der Urinhandhabung für die absorbierende Strukturen gelegt.
Es sollte jedoch angemerkt werden, dass dieselben Fluidhandhabungsmechanismen auf andere Ausscheidungen, primär auf Wasserbasis, wie Stuhlgang mit sehr geringer Viskosität oder Menstrualfluide, angewandt werden kann.
Regionen absorbierender Artikel
Im allgemeinen sollen absorbierende Hygieneartikel um das untere Ende des Körperrumpfes getragen werden. Ein wesentliches Gestaltungsmerkmal dieser Artikel besteht darin, die Regionen des Körpers abzudecken, wo die Ausscheidung erfolgt ("Ausscheidungsregionen"), die sich um die jeweiligen Körperöffnungen erstrecken. Die jeweiligen Zonen des absorbierenden Artikels, die die Ausscheidungsregionen bedecken, werden somit als die "Beladungzonen" bezeichnet. Während des Gebrauchs werden die Artikel somit im allgemeinen auf dem Träger so angeordnet, dass sie sich (für eine stehende Position des Trägers) vom Schritt zwischen den Beinen nach oben sowohl vorne als auch hinten am Träger erstrecken.
Im allgemeinen weisen solche Artikel eine Längenabmessung auf, die ihre Breitenabmessung überschreitet, wobei der Artikel so getragen wird, dass die Achse der Längenabmessung mit der Höhenrichtung des Trägers, wenn dieser steht, ausgerichtet ist, während die Breitenabmessung des Artikels mit einer Linie ausgerichtet ist, die sich von links nach rechts am Träger erstreckt.
Durch die Anatomie des menschlichen Trägers begrenzt der Raum zwischen den Beinen des Trägers im allgemeinen den Raum, der für den Artikel in dieser Region verfügbar ist. Für einen guten Sitz sollte der absorbierende Artikel so gestaltet sein, dass er in der Schrittregion gut passt. Wenn die Breite des Artikels übertrieben breit in Bezug auf die Schrittbreite des Trägers ist, so kann der Artikel verformt werden, was zu einer verschlechterten Leistung und einem reduzierten Komfort für den Träger führt.
Der Punkt, an dem der Artikel seine geringste Breite aufweist, so dass er am besten zwischen die Beine des Trägers passt, fällt somit mit dem Punkt auf dem Träger zusammen, wo die Distanz zwischen den Beinen am engsten ist, und dieser wird für den Umfang der vorliegenden Erfindung als "Schrittpunkt" bezeichnet.
Wenn der Schrittpunkt des Artikels aus seiner Form nicht offensichtlich ist, so kann er durch das Platzieren des Artikels auf einem Träger der vorgesehenen Nutzergruppe (beispielsweise einem Kleinkind) vorzugsweise in einer stehenden Position, und dem anschließenden Platzieren eines dehnbaren Fadens um die Beine in einer achtförmigen Konfiguration bestimmt werden. Der Punkt im Artikel, der dem Kreuzungspunkt des Fadens entspricht, wird als der Schrittpunkt des Artikels und somit also des absorbierenden Kerns, der innerhalb dieses Artikels befestigt ist, angesehen.
Während dieser Schrittpunkt des Artikels sich oft in der Mitte des Artikels befindet (in Längsrichtung), ist dies nicht notwendigerweise der Fall. Es kann sehr gut sein, dass der Teil des Artikels, der vorne getragen werden soll, kleiner ist als der rückwärtige (oder hintere) Teil, entweder in seiner Längenabmessung oder seiner Breite oder in beidem oder in seiner Oberfläche. Der Schrittpunkt braucht auch nicht in der Mitte des absorbierenden Kerns angeordnet sein, insbesondere dann wenn der absorbierende Kern nicht längs zentral innerhalb des Artikels angeordnet ist.
Die Schrittregion ist das Gebiet, das den Schrittpunkt umgibt, um so die jeweiligen Körperöffnungen, die jeweiligen Ausscheidungsregionen, zu bedecken. Wenn nichts anderes angegeben ist, so erstreckt sich diese Region über eine Länge von 50% der gesamten Kernlänge (die wiederum als die Distanz zwischen den vorderen und hinteren Taillenrändern des Kerns definiert ist, die durch gerade Linien rechtwinklig zur Längszentrallinie angenähert werden kann). Wenn der Schrittpunkt in der Mitte des Artikels angeordnet ist, so beginnt die Schrittregion (wenn man vom vorderen Kernrand ausgeht) bei 25% der Gesamtlänge und erstreckt sich bis zu 75% der Gesamtlänge des Kerns. Man kann auch sagen, dass das vordere Viertel und das hintere Viertel der Länge des absorbierenden Kerns nicht zur Schrittregion gehören, der Rest aber dazugehört.
Eine Länge der Schrittregion in der Größe von 50% der gesamten Länge des absorbierenden Kerns wurde für Babywindeln hergeleitet, wo es sich herausgestellt hat, dass dies ein geeignetes Mittel ist, um die Fluidhandhabungsphänomene zu beschreiben.
Wenn der Schrittpunkt versetzt vom Mittelpunkt des Artikels angeordnet ist, so bedeckt die Schrittregion dennoch 50% der Länge des gesamten Kerns (in Längsrichtung), wobei sie aber nicht gleichmäßig zwischen vorne und hinten angeordnet ist, sondern proportional zu diesem Versatz ausgebildet ist.
Als Beispiel für einen Artikel, der eine gesamte Kernlänge von 500 mm aufweist, und der einen Schrittpunkt besitzt, der zentral angeordnet ist, wird sich die Schrittregion von 125 mm Entfernung vom vorderen Rand bis zu 375 mm Entfernung vom vorderen Rand erstrecken. Wenn jedoch der Schrittpunkt in einem Versatz von 50 mm zum vorderen Rand des Kerns hin angeordnet ist (das heißt es befindet sich in einer Entfernung von 200 mm vom vorderen Rand des Kerns), so erstreckt sich die Schrittregion von 100 mm bis zu 350 mm.
Allgemein ausgedrückt gilt für einen Artikel, der eine gesamte Kernlänge L_c, einen Schrittpunkt, der sich in einer Entfernung L_cp vom vorderen Rand des Kerns befindet, und eine Länge der Schrittzone L_cz aufweist, dass sich der vordere Rand der Kernzone in folgender Entfernung befindet: Lfecz = Lcp·(1 – Lcz/Lc)
Beispielsweise kann der absorbierende Artikel eine Babywindel sein, die von Kleinkindern (mit einem Gewicht von ungefähr 12 bis 18 kg) getragen werden soll, wobei die Größe des Artikels im Handel allgemein als MAXI bezeichnet wird. Dann muss der Artikel sowohl Fäkalmaterialien als auch Urin aufnehmen und halten können, wohingegen für den Kontext der vorliegenden Erfindung die Schrittregion, primär fähig sein muss, Urinbeladungen aufzunehmen.
Die gesamte Fläche und Größe der Schrittregion hängt natürlich auch von der jeweiligen Breite des absorbierenden Kerns ab, das heißt, wenn der Kern in der Schrittregion schmaler als außerhalb der Schrittregion ist, so weist die Schrittregion ein kleineres Gebiet (Oberfläche) als das verbleibende Gebiet des absorbierenden Kerns auf.
Während erwogen werden kann, dass die Grenzen zwischen der Schrittregion und dem Rest des Artikels auch gekrümmt sein kann, so werden sie innerhalb der vorliegenden Beschreibung als gerade Linien, die rechtwinklig zur Längsachse des Artikels verlaufen, angenähert.
Die "Schrittregion" wird weiter durch die Breite des Kerns in der jeweiligen Region begrenzt, und die "Fläche der Schrittregion" durch die Oberfläche, wie sie durch die Länge der Schrittregion und die jeweilige Breite definiert wird.
Als komplementäres Element zur Schrittregion umfasst der absorbierende Kern auch mindestens eine aber überwiegend zwei Taillenregionen, die sich zur Vorderseite und/oder Rückseite des absorbierenden Kerns außerhalb der Schrittregion erstrecken.
Vorgesehene Kapazität und ultimative Speicherkapazität
Um absorbierende Artikel für variierende Endnutzungsbedingungen oder verschieden große Artikel zu vergleichen, hat sich die "Vorgesehene Kapazität (design capacity)" als ein geeignetes Maß erwiesen.
Beispielsweise wird sich bei Babys, die eine typische Nutzergruppe darstellen, sogar innerhalb dieser Gruppe die Menge der Urinbeladung, die Frequenz der Beladung und die Zusammensetzung des Urins zwischen kleineren Babys (Neugeborenen) und Kleinkindern einerseits als auch beispielsweise zwischen unterschiedlichen Kleinkindern stark unterscheiden.
Eine andere Nutzergruppe können größere Kinder darstellen, die immer noch an einer gewissen Form von Inkontinenz leiden.
Auch Erwachsene mit Inkontinenzproblemen können solche Artikel verwenden, wobei sich wieder ein breiter Bereich von Beladungszuständen, die hier allgemein als eine leichte Inkontinenz, die bis zur schweren Inkontinenz reicht, bezeichnet werden, ergeben.
Während Fachleute leicht fähig sein werden, die Lehren auf andere Größen zu übertragen, wird für die weitere Diskussion der Schwerpunkt auf Babys der Kleinkindgröße gelegt. Für solche Nutzer haben sich Urinbeladungen bis zu 75 ml pro Entleerung mit einem Mittel von vier Entleerungen pro Trageperiode, was zu einer gesamten Beladung von 300 ml führt, und Entleerungsraten von 15 ml/sec als ausreichend repräsentativ herausgestellt.
Weiterhin sollten solche Artikel, die solche Anforderungen erfüllen können, die Fähigkeit haben, solche Mengen von Urin aufzunehmen, wobei dies für die weitere Diskussion als "vorgesehene Kapazität" bezeichnet werden soll.
Diese Mengen von Fluiden müssen von Materialien absorbiert werden, die die Körperfluide oder zumindest ihre wässrigen Teile ultimativ speichern können, so dass, wenn überhaupt, nur wenig Fluid auf der Oberfläche des Artikels hin zur Haut des Trägers belassen wird. Der Ausdruck "ultimativ" bezieht sich in einer Hinsicht auf die Situation im absorbierenden Artikel bei langen Tragezeiten und in anderer Hinsicht auf absorbierende Materialien, die ihre "ultimative" Kapazität erreichen, wenn sie mit ihrer Umgebung im Gleichgewicht sind. Dies kann in einem solchen absorbierenden Artikel nach langen Tragezeiten auftreten, wobei dies aber auch in einem Testverfahren für reine Materialien oder Materialzusammensetzungen auftreten kann. Da viele der betrachteten Verfahren ein asymptotisches kinetisches Verhalten aufweisen, wird ein Fachmann leicht erkennen, dass die "ultimativen" Kapazitäten erreicht sind, wenn die tatsächliche Kapazität einen Wert erreicht hat, der ausreichend dicht am asymptotischen Endpunkt liegt, beispielsweise in Bezug auf die Messgenauigkeit der Ausrüstung.
Da ein absorbierender Artikel Materialien umfassen kann, die primär gestaltet sind, um ultimativ Fluide zu speichern, und andere Materialien, die primär gestaltet sind, andere Funktionen, wie die Annahme und/oder Verteilung des Fluids, zu erfüllen, die aber dennoch eine gewisse ultimative Speicherfähigkeit aufweisen, werden geeignete Kernmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, ohne zu versuchen, künstlich solche Funktionen zu trennen. Nichtsdestotrotz kann die ultimative Speicherkapazität für den gesamten absorbierenden Kern, für Regionen davon, für absorbierende Strukturen oder sogar Unterstrukturen aber auch für Materialien, wie sie in den vorigen Elementen verwendet werden, bestimmt werden.
Wie oben für die verschiedenen Abmessungen des Artikels diskutiert wurde, wird ein Fachmann leicht fähig sein, die passenden vorgesehenen Kapazitäten für andere vorgesehene Nutzergruppen anzupassen.
Profilierung
Ein wichtiges Element der vorliegenden Erfindung ist eine spezielle Anordnung der gesamten Absorptionskapazität über den verschiedenen Regionen des absorbierenden Artikels, so dass der Sitz des absorbierenden Artikels auf dem Körper des Trägers, sogar dann wenn der Artikel bis dicht an seine vorgesehene Kapazität beladen ist, noch komfortabel ist.
Diese spezifische Anordnung zielt im wesentlichen darauf ab, nur eine sehr kleine ultimative Speicherkapazität in der Schrittregion vorzusehen.
Die Kapazität der spezifischen Region kann bestimmt werden durch:

– die Basisgewichte der betrachteten absorbierenden Materialien (ausgedrückt in Gramm des Materials pro Flächeneinheit)
– die Absorptionskapazitäten der Materialien (ausgedrückt in Kapazität in Milliliter pro Gramm des Materials);

Die ersten zwei Faktoren können in der Basiskapazität (ausgedrückt in Milliliter pro Flächeneinheit) zusammengefasst werden.
Wenn irgend einer dieser Parameter nicht konstant ist (nämlich die Breite oder die Basisgewichte oder die Zusammensetzung), wird ein Fachmann leicht fähig sein, die jeweiligen Gewichtungsfaktoren oder Mittelwerte beispielsweise durch das Summieren (oder Integrieren) des variierenden Parameters und durch das Teilen durch den jeweiligen Parameter, über den summiert wurde, zu berechnen.
Somit besteht ein Weg, um die Anforderung der kleinen ultimativen Speicherkapazität in der Schrittregion auszudrücken darin, zu definieren, dass die Schrittregion eine geringere Basiskapazität als der verbleibende Teil der absorbierenden Struktur aufweist.
Dann sollte die Basiskapazität der Schrittregion nicht mehr als das 0,9-fache vorzugsweise nicht mehr als das 0,7-fache der mittleren Basiskapazität der verbleibenden Teile des absorbierenden Kerns aufweisen. Die am meisten bevorzugte Gestaltung weist eine nochmals weiter reduzierte Basiskapazität in der Schrittregion, von sogar weniger als dem 0,3-fachen der Kapazität der verbleibenden Teile des absorbierenden Kerns, auf. Die Schrittregion kann eine gleichförmige Basiskapazität aufweisen oder Unterregionen mit variierenden Basiskapazitäten. In einer speziell bevorzugten Ausgestaltung weisen Teile der Schrittregion im wesentlichen keine ultimative Basisspeicherkapazität auf, wobei solche Teile 50% der Fläche der Schrittregion oder mehr bedecken können.
Ein anderer Weg dieses Erfordernis, eine geringe Absorptionskapazität in der Schrittregion zu haben, zu beschreiben, besteht im Betrachten von in Längsrichtung angeordneten abschnittsweisen Regionen des absorbierenden Kerns, indem der absorbierende Kern in ein vorderes, ein mittleres und ein hinteres Drittel oder eine Schrittregion, die 50% der gesamten Länge des Kerns aufweist, unterteilt wird, und diese Region mit den verbleibenden Kernabschnitten verglichen wird. Die abschnittsweise ultimative Fluidspeicherkapazität der Schrittregion sollte weniger als 49% der ultimativen Speicherkapazität des gesamten absorbierenden Kerns betragen. Noch besser ist es für einen nochmals weiter verbesserten Sitz, wenn im beladenen Zustand eine nochmals geringere Absorptionskapazität in der Schrittregion bevorzugt wird, nämlich weniger als 41% der gesamten Absorptionskapazität oder sogar noch besser weniger als ungefähr 23%.
Das Verteilungsprofil der ultimativen Speicherkapazität kann bestimmt werden, indem es aus den Materialien in den jeweiligen Abschnitten berechnet wird, oder indem es beispielsweise durch das Schneiden eines Artikels in Abschnitte, die eine bekannte Längenabmessung aufweisen, und indem die Absorptionskapazität pro Abschnitt gemessen wird.
Wenn, wie das oft in modernen absorbierenden Artikeln vorhanden ist, superabsorbierende Materialien als ein endgültiges Speichermaterial verwendet wird, besteht ein weiterer Weg, das Erfordernis der geringen Absorptionskapazität in der Schrittregion zu definieren, in der Begrenzung der Superabsorptionskapazität in Analogie zur gerade diskutierten gesamten Absorptionskapazität, das heißt, indem weniger als 49% der Kapazität des Superabsorptionsmittels, vorzugsweise weniger als 41% und am besten weniger als 23% in der Schrittregion vorhanden ist.
Somit kann diese "umgekehrte Profilierung" der ultimativen Absorptionskapazität auf zwei unterschiedlichen, sich nicht ausschließenden Wegen erreicht werden.
Der erste beginnt mit einer konstanten "Basiskapazität" im gesamten absorbierenden Artikel, wobei die Profilierung durch das Formen des Artikels, so dass die Schrittregion eine kleinere Fläche als die verbleibenden Regionen aufweist, erzielt wird. Somit werden die "abschnittsweisen Kapazitäten" in Längsrichtung für die Abschnitte außerhalb der Schrittregion höher sein.
Der zweite beginnt mit einer reduzierten "Basiskapazität" in der "Schrittregion", die, selbst für einen rechteckig geformten Kern, eine geringere Kapazität in der Schrittregion liefern würde.
Natürlich können Kombinationen der zwei Optionen das Profil weiter verschärfen.
Zusätzlich zur Verschiebung der Absorptionskapazität weg von der Schrittregion kann es wünschenswert sein, die Fluidspeicherkapazität nicht gleichförmig zwischen den vorderen und hinteren Teilen zu verteilen. Vielmehr kann es vorteilhaft sein, die Kapazitätsverteilung auf die speziellen Anforderungen der Anatomie des Trägers und die am öftesten auftreten Nutzungssituation einzustellen. Beispielsweise ist es für Babywindeln, die von aktiven Kleinkindern getragen werden, wünschenswert, eine geringere Kapazität in der vorderen Region als in der hinteren Region zu haben. Auch für erwachsene Personen mit Inkontinenzproblemen, die manchmal bettlägrig sind, kann eine nach hinten asymmetrische Verteilung der ultimativen Speicherkapazität vorteilhaft sein (wie sie in der EP-A-0.692.232 beschrieben ist).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung für Babywindeln ist weniger als die Hälfte der ultimativen Speicherkapazität, noch besser weniger als ein Drittel der ultimativen Speicherkapazität, die außerhalb der Schrittregion angeordnet ist, vorne, das heißt in der vorderen Taillenregion angeordnet, und mehr als die Hälfte der ultimativen Speicherkapazität, vorzugsweise mindestens zwei Drittel sind im hinteren Teil des Artikels angeordnet.
Es gibt jedoch ein weiteres Erfordernis, das von den obigen Gestaltungen abhängt, nämlich das Bereitstellen einer guten Annahmeleistung. Wie oben beschrieben wurde, so liegt die Beladungszone des absorbierenden Artikels im allgemeinen in der Schrittzone. Die Flüssigkeitsspeicherkapazität ist jedoch vorzugsweise außerhalb der Schrittregion angeordnet. Somit muss die abgegebene Flüssigkeit von der Beladungszone zur Speicherzone entweder in ausreichend hohen Fluidtransportraten, um die Fluidlieferung zum Artikel zu überschreiten, oder in Kombination mit einer mittleren Fluidhandhabungseigenschaft transportiert werden. Das Gleichgewicht der Materialeigenschaften in der Schrittregion muss so sein, dass eine ausreichend vorübergehende Speicherkapazität vorgesehen wird, wobei aber dennoch ein schneller und vorzugsweise vollständiger Transport zum ultimativen Speichermaterial ermöglicht wird. Wenn diese Bedingungen erfüllt werden, wird der Artikel eine gute Fluidannahmeleistung liefern, die vorzugsweise für mehrere Beladungszyklen aufrecht gehalten wird.
Der absorbierende Kern muss Ausscheidungen, die anfänglich auf der Oberschicht des absorbierenden Artikels abgelagert sind, annehmen, verteilen und speichern können. Vorzugsweise ist die Gestalt des absorbierenden Kerns so ausgebildet, dass der Kern die Ausscheidungen, im wesentlichen sofort nachdem sie auf der Oberschicht des absorbierenden Artikels abgelagert wurden, annimmt, im Hinblick darauf, dass sich die Ausscheidungen nicht auf der Oberfläche der Oberschicht ansammeln oder herunterlaufen, da dies zu einem ineffizienten Fluideinschluss des absorbierenden Artikels führen kann, was zu einer Benässung der äußeren Kleidungsstück und einer Komforteinbuße für den Träger führen kann.
Vorzugsweise weisen Artikel eine Annahmerate von mehr als 3,5 ml/sec im Annahmetest, wie er hier beschrieben wird, auf, vorzugsweise von mehr als 4,0 ml/sec, noch besser von mehr als 4,2 ml/sec für den ersten Schwall, oder 0,5 ml/sec, vorzugsweise mehr als 0,6 ml/sec, noch besser mehr als 0,7 ml/sec im vierten Schwall auf.
Um einen solchen Fluidtransport und Fluidzwischenspeichereigenschaften zu erzielen, wird der kapillare Transport oft als Mechanismus verwendet. Ein solcher Mechanismus hängt stärk von den ausgeformten Kapillaren ab. Ein solcher Transport muss nicht nur fähig sein, gewisse Höhe zu überwinden, sondern er muss auch eine ausreichend hohe Fluidtransportrate aufweisen. Somit müssen geeignete Materialien nicht nur fähig sein, rasch die geforderten vertikalen Höhen, wie im vertikalen Ansaugtest zu erreichen, sondern sie müssen auch eine ausreichende Menge des Fluids zu solchen Höhen transportieren können. Es wurde herausgefunden, dass gewisse verwendbare Materialien Fluid zu einer Ansaughöhe von 8,3 cm in weniger als 13 Sekunden oder zu Ansaughöhen von 12,4 cm in weniger als 45 Sekunden transportieren. Aber nicht nur die Zeit, um gewisse Höhen zu erreichen, ist wichtig, sondern es ist auch wichtig, dass der Fluss bei 8,3 cm vorzugsweise um mehr als 0,32 ml/sec/cm² oder vorzugsweise um mehr als 0,16 ml/sec/cm² höher als bei einer Höhe von 12,4 cm ist.
Diese Erfordernisse als auch geeignete Materialien, um solche Erfordernisse zu erfüllen, wurden in der EP-Anmeldung 96108427.4 beschrieben, wobei diese auch die Leistungsanfordernisse bezüglich der Wiederbenässung und/oder der Hauttrockenheit und der Annahmeleistung beschreibt. Es wurde jedoch keine Überlegung im Hinblick auf den Sitz des beladenen Artikels gemacht, da die Leistungserfordernisse unter Verwendung konventioneller Kapazitätsverteilungsprofile erzielt wurden.
Nach dem Schwall besteht eine wesentliche Funktion des absorbierenden Artikels darin, die abgegebenen Fluide fest zu halten, um eine übermäßige Hydrierung der Haut des Trägers zu vermeiden. Wenn der absorbierende Artikel in dieser Hinsicht nicht gut funktioniert, so kann Flüssigkeit, die vom absorbierenden Kern zurück zur Haut kommt, was oft auch als "Rücknässung" bezeichnet wird, schädliche Wirkungen auf den Zustand der Haut haben, was beispielsweise durch Hautreizungen beobachtet werden kann.
Es wurde herausgefunden, dass Ergebnisse, wenn der Collagen-Rücknässungstest nach der Annahme, wie er hier beschrieben wird, durchgeführt wird, die weniger als 180 mg betragen, eine akzeptable Leistung darstellen, wobei gut funktionierende Produkte aber eine Leistung von weniger als 80 mg, vor zugsweise von weniger als 70 mg oder noch besser von weniger als 50 mg liefern.
Testverfahren
Allgemeines
Alle Tests werden bei ungefähr 22 +/– 2°C und bei 35 +/– 15% relativer Feuchtigkeit ausgeführt. Der synthetische Urin, der in den Testverfahren verwendet wird, ist allgemein als Jayco SynUrin bekannt und von der Jayco Pharmaceuticals Company aus Camp Hill, Pennsylvania erhältlich. Die Formel für den synthetischen Urin ist: 2,0 g/l KCL, 2,0 g/l Na₂SO₄, 085 g/l (NH₄)H₂PO₄, 0,15 g/l (NH₄)₂HPO₄, 0,19 g/l CaCl₂ und 0,23 g/l MgCl₂. Alle Chemikalien sind analyserein. Der pH-Wert des synthetischen Urins liegt im Bereich von 6,0 bis 6,4.
Vertikaler Ansaugtest
Der vertikale Ansaugtest will die Zeit auswerten, die eine Fluidfront benötigt, eine gewisse Höhe in einer vertikalen Anordnung, das heißt gegen die Schwerkraft, zu erreichen, als auch die Menge des Fluids, die vom Material während dieser Zeit aufgenommen wurde.
Das Prinzip dieses Tests besteht darin, eine Probe in einem Probenhalter, der mit Elektroden in Form von Stiften ausgerüstet ist, wobei beide funktionieren, um die Probe in einer vertikalen Position zu befestigen und die eine Erzeugung eines elektrischen Zeitgebersignals ermöglichen, zu platzieren. Das Reservoir des Fluids wird auf einer Waage angeordnet, so dass die Zeitabhängigkeit der Aufnahme des Fluids in der Probe, die sich aus dem vertikalen Ansaugen ergibt, überwacht werden kann. Obwohl dies für den Test nicht wesentlich ist, wird der Test auf der Basis einer kommerziell erhältlichen Ausrüstung, dem EKOTESTER der Ekotec Industrietechnik GmbH, Ratingen, Deutschland ausgeführt, wobei diese Ausrüstung auch eine elektronische Verarbeitung der Daten ermöglicht.
Der Testaufbau ist schematisch in 3a und 3b dargestellt.
Die Ausrüstung ist im wesentlichen aus Acrylglas hergestellt und umfasst ein Fluidreservoir 310, um 929 Gramm des Testfluids auf einer Flüssigkeitspegelhöhe 311 von 17 mm zu halten, und einen Probenhalter 320. Das Reservoir wird auf einer Waage 315 mit einer Genauigkeit von 0,1 g platziert, wie sie von der Mettler GmbH als Typ PM3000 hergestellt wird. Wahlweise kann, wie das durch die Verbindung 316 angedeutet ist, diese Waage mit einer elektronischen Datensammelvorrichtung 342 verbunden sein.
Der Probenhalter 320 besteht im wesentlichen aus einer Acrylglasplatte mit einer Breite 330 von 10 cm, einer Länge 331 von 15 cm und einer (nicht gezeigten) Dicke von 5 mm. Eine Befestigungsvorrichtung 325, die sich über diese Abmessungen in der Richtung 332 hinaus erstreckt, wobei diese Richtung während des Tests zu einer Aufwärtsrichtung wird, um die reproduzierbare Positionierung in exakter vertikaler Richtung (das ist die Richtung der Schwerkraft) mit einer reproduzierbaren Eintauchtiefe (333) des unteren Rands 321 des Probenhalters von 12 mm in den Testfluidpegel im Reservoir 310 während des Tests zu gewährleisten. Der Probenhalter 320 ist weiter mit 9 Kathodenelektrodenstiften 326, die in drei Reihen in Distanzen 334, 335, 336 von 56 mm, 95 mm beziehungsweise 136 mm jeweils vom unteren Rand 321 des Probenhalters angeordnet sind. Es gibt drei Elektroden in jedem dieser beiden Reihen, die sich gleichförmig in einer Distanz von 28 mm voneinander entfernt befinden, wobei die eine, die am Längsrand 322 angeordnet ist, in einer Distanz 338 von 22 mm weg von diesen Rändern angeordnet ist. Die Elektrodenstifte weisen eine Länge von ungefähr 10 mm und einen Durchmesser von ungefähr 1 mm auf und sind an ihrem Ende leicht zugespitzt, um die Aufbringung auf die Probe zu erleichtern. Die Elektrodenstifte sind aus Metall hergestellt. Ein weiterer Anodenelektrodenstift 327 ist 5 mm nächst dem mittleren Kathodenelektrodenstift der unteren Reihe angeordnet. Die Anode 327 und die 9 Kathoden 326 sind mit einer Zeitmessvorrichtung 341 (was schematisch in 3a für die beiden Kathodenstifte und den Anodenstift gezeigt ist (328) verbunden, um die Bewegung zu überwachen, wenn der Stromkreis zwischen der Anode und den einzelnen Kathoden, durch das Elektrolyttestfluid in einer benässten Testprobe, die zwischen diesen Elektroden angeordnet ist, geschlossen wird.
Im Gegensatz zu den oben angegebenen allgemeinen Verfahren wird diese Ausrüstung positioniert und der Test wird ausgeführt in einer in der Temperatur gesteuerten Abdeckung, die auf 37°C mit einer Abweichung von nicht mehr als 3°C eingestellt ist. Das Testfluid wird auch bei 37°C in einem in der Temperatur gesteuerten Wasserbad für eine ausreichende Zeit, um eine konstante Temperatur des Fluids zu ermöglichen, vorbereitet.
Das Testfluid wird in das Reservoir 310 gefüllt, so dass die Fluidoberfläche 312 sich auf gleicher Höhe mit der geforderten Höhe 311 befindet, das heißt durch das Hinzugeben einer vorbestimmten Menge des Fluids, wie beispielsweise 927,3 Gramm +/– 1 Gramm.
Das Testexemplar wird bei Laborbedingungen (siehe oben) ins Gleichgewicht gebracht und direkt vor dem Test in die Umgebung von 37°C gebracht. Auch vor dem Test wird die Dicke der Probe gemessen, wie das nachfolgend beschrieben wird.
Das Testexemplar wird auf eine Größe von 10 cm mal 15 cm durch jedes geeignete Mittel geschnitten, wobei man so gut als möglich Kompressionswirkungen an den Schnittkanten vermeidet, wobei beispielsweise eine Probenschneidevorrichtung, wie sie von der JDC Corporation erhältlich ist oder scharfe Messer, wie ein Skalpell oder, weniger gut, eine scharfe Schere, verwendet wird.
Das Testexemplar wird vorsichtig auf dem Probenhalter platziert, so dass die Ränder mit den unteren und seitlichen Rändern 321 und 322 des Probenhalters zusammenfallen, das heißt, dass sie sich nicht außerhalb der Platte des Probenhalters erstrecken. Zur selben Zeit muss die Probe in einer im wesentlichen flachen aber nicht gedehnten Anordnung vorliegen, das heißt, sie sollte weder Wellen ausbilden noch sich unter mechanischer Spannung befinden. Es muss darauf geachtet werden, dass die Probe nur direkten Kontakt mit den Elektrodenstiften aufweist und nicht die Acrylglasplatte des Halters berührt.
Der Probenhalter 320 wird dann in einer vertikalen Position im Testfluidreservoir 310 platziert, so dass der Probenhalter 320 als auch das Testexemplar exakt in einer Tiefe 333 von 12 mm in das Fluid eintauchen. Somit werden die Elektroden nun die Distanzen 343, 338 und 339 von 44 mm, 83 mm beziehungsweise 124 mm zum Fluidpegel 312 aufweisen. Wenn das Eintauchen des Probenhalters sich nicht ändert, wird das Tara der Waage 315 durch eine Menge, die durch das Einschieben des Probenhalters ohne jede Probe bestimmt wird, beispielsweise von 6 Gramm, ermittelt.
Es wird erkennbar, dass das Positionieren des Probenhalters 320 und des Testexemplars in einer nicht geneigten Anordnung auf der einen Seite sehr sorgfältig und auf der anderen Seite schnell durchgeführt werden muss, da das Material mit dem Saugen und Ansaugen beim ersten Kontakt mit dem Fluid beginnt. Ein Rahmen 350, in den der Probenhalter leicht mit einem Befestigungsmittel 325 eingeschoben werden kann, ist auch ein Teil des EKOTESTER, wobei andere Mittel, um eine schnelle und nicht geneigte Befestigung zu erzielen, verwendet werden können.
Die Messwerte der Waage werden als eine Funktion der Zeit direkt nach dem Positionieren der Probe überwacht. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Waage mit einer computerisierten Ausrüstung 340, wie sie einen Teil des EKOTESTER darstellt, zu verbinden.
Sobald das Fluid die erste Reihe erreicht und die elektrische Verbindung zwischen der Anode 327 und den Kathoden 326 schließt, können diese Zeiten durch irgend eine Zeitmessvorrichtung aufgezeichnet werden, wobei die Zeitmessvorrichtung 341 des EKOTESTER ein geeignetes Beispiel darstellt. Wäh rend eine weitere Datenverarbeitung mit jedem der drei Zeitwerte einer Reihe durchgeführt werden kann, beziehen sich die weiteren Daten auf den Mittelwert aller drei Elektroden pro Reihe, wobei diese im allgemeinen nicht mehr als ungefähr +/– 5% vom Mittelwert abweichen.
Die erzeugten Daten sind:

– die zeitabhängige Menge des Fluids, das durch die Probe nach dem Eintauchen aufgenommen wird, und
– die Zeit, die das Fluid braucht, um gewisse Höhen zu erreichen.

Aus diesen können für jede der drei Höhen zwei wichtige Werte abgelesen und aufgezeichnet werden:
Zuerst die Zeit in Sekunden, bis die Fluidfront die jeweiligen Höhen erreicht. Als zweites der "kumulative Fluss" für jede der Höhen durch Teilen

– der Menge des Fluids, das durch die Probe zu der Zeit aufgenommen wird, wenn diese Höhe erreicht wird,
– durch diese Zeit
– und durch die Querschnittsfläche, wie sie durch die Dickenmessung und die Breite von 10 cm der Probe definiert wird.

Annahmetest
Betrachtet man die 4, so wird eine absorbierende Struktur 410 mit einem 75 ml Schwall synthetischen Urins mit einer Rate von 15 ml/sec unter Verwendung einer Pumpe (Modell 7520-00, das von Cole Parmer Instruments, Chicago, USA geliefert wird) von einer Höhe von 5 cm über der Probenoberfläche beladen. Die Zeit, um den Urin zu absorbieren, wird durch eine Zeitmessvorrichtung aufgezeichnet. Der Schwall wird in präzisen 5 Minuten Intervallen wiederholt, bis der Artikel ausreichend beladen ist. Die aktuellen Testdaten werden durch das viermalige Beladen erzeugt.
Das Testexemplar, das ein kompletter absorbierender Artikel oder eine absorbierende Struktur, die einen absorbierenden Kern, eine Oberschicht und eine Unterschicht umfasst, ist so angeordnet, dass es flach auf einer Schaumplattform 411 in einem Acrylglaskasten (von dem nur die Basis 412 gezeigt ist) liegt. Eine Acrylglasplatte 413, die in ihrer Mitte eine Öffnung von 5 cm aufweist, wird oben auf der Probe auf der Beladungszone der Struktur platziert. Synthetischer Urin wird in die Probe durch einen Zylinder 414, der an der Öffnung befestigt und eingeklebt wurde, eingeführt. Elektroden 415 sind auf der untersten Oberfläche der Platte in Kontakt mit der Oberfläche der absorbierenden Struktur 410 angeordnet. Die Elektroden sind mit der Zeitmessvorrichtung verbunden. Lasten 416 werden oben auf der Platte platziert, um beispielsweise das Gewicht eines Babys zu simulieren. Ein Druck von ungefähr 50 g/cm² (0,7 psi) wird durch das Positionieren der Gewichte 416, beispielsweise für die allgemein erhältliche Größe MAXI von 20 kg erhalten.
Wenn Testfluid in den Zylinder eingeführt wird, so baut es sich typischerweise oben auf der absorbierenden Struktur auf, um somit eine elektrische Schaltung zwischen den Elektroden zu schließen. Das Testfluid wird von der Pumpe zum Testaufbau mittels eines Rohrs von ungefähr 8 mm Durchmesser, das mit dem Testfluid gefüllt gehalten wird, transportiert. Somit beginnt das Fluid, dieses Rohr im wesentlichen zur selben Zeit, zu der die Pumpe mit ihrem Betrieb beginnt, zu verlassen. Zu dieser Zeit wird auch die Zeitmessvorrichtung gestartet, und die Zeitmessvorrichtung wird gestoppt, wenn die absorbierende Struktur den Schwall von Urin absorbiert hat, und der elektrische Kontakt zwischen den Elektroden unterbrochen ist.
Die Annahmerate wird als das absorbierte Schwallvolumen (ml) pro Zeiteinheit definiert. Die Annahmerate wird für jeden Schwall, der in die Probe eingeführt wird, berechnet. Von speziellem Interesse sind bei der vorliegenden Erfindung der erste und der letzte Schwall der vier Schwälle.
Dieser Test ist primär gestaltet, um Produkte auszuwerten, die allgemein als Produkte der Größe MAXI für eine vorgesehene Kapazität von ungefähr 300 ml bezeichnet werden, und die eine jeweilige ultimative Speicherkapazität von ungefähr 300 ml bis 400 ml aufweisen. Wenn Produkte mit wesentlich anderen Kapazitäten ausgewertet werden sollen, sollten die Einstellungen, insbesondere des Fluidvolumens pro Schwall, passend auf ungefähr 20% der gesamten vorgesehenen Kapazität des Artikels eingestellt werden, und die Abweichung vom Standardtestprotokoll sollte aufgezeichnet werden.
Collagen-Rücknässungsverfahren nach der Annahme (siehe 5)
Bevor der Test ausgeführt wird, wird der Collagenfilm, der von NATURIN GmbH, Weinheim, Deutschland unter der Bezeichnung COFFI gekauft werden kann und der ein Basisgewicht von ungefähr 28 g/m² aufweist, vorbereitet, indem man ihn, beispielsweise unter Verwendung einer Probenschneidevorrichtung, in Blätter mit einem Durchmesser von 90 mm schneidet und indem man den Film in eine kontrollierten Umgebung des Testraums (siehe oben) für min destens 12 Stunden bringt (Pinzetten sollten für die gesamte Handhabung des Collagenfilms verwendet werden).
Mindestens 5 Minuten aber nicht mehr als 6 Minuten, nachdem der letzte Schwall des obigen Annahmetests absorbiert wurde, werden die Abdeckplatte und die Gewichte entfernt, und die Testprobe 520 wird sorgfältig flach auf einen Labortisch gelegt.
4 Blätter des vorgeschnittenen und ins Gleichgewicht gebrachten Collagenmaterials 510 werden mit einer Genauigkeit von einem Milligramm gewogen und dann zentral auf dem Beladungspunkt des Artikels angeordnet und mit einer Acrylglasplatte 530 mit einem Durchmesser von 90 mm und einer Dicke von ungefähr 20 mm bedeckt. Ein Gewicht 540 von 15 kg wird vorsichtig hinzugefügt (auch zentral). Nach 30 +/– 2 Sekunden werden das Gewicht und die Acrylglasplatte wieder sorgfältig entfernt, und die Collagenfilme werden erneut gewogen.
Das Ergebnis des Collagen-Rücknässungsverfahrens nach der Annahme ist die Feuchtigkeitsaufnahme des Collagenfilms, ausgedrückt in Milligramm.
Es sollte ferner beachtet werden, dass dieses Testprotokoll leicht gemäß den spezifischen Produkttypen, wie unterschiedliche Größen der Babywindeln, oder durch die Variation im Typ und in der Menge des Beladungsfluids, der Menge und der Größe des absorbierenden Materials oder durch Variationen im aufgebrachten Druck, eingestellt werden kann. Wenn diese relevanten Parameter einmal definiert sind, werden solche Modifikationen für einen Fachmann offensichtlich sein. Wenn man die Ergebnisse vom eingestellten Testprodukt berücksichtigt, so können diese identifizierten relevanten Parameter bei den Produkten, wie in einem Gestaltungselement, gemäß statistischen Standardverfahren mit realistischen Grenzbedingungen für den Gebrauch, leicht optimiert werden.
Fluidverteilungstest
Der Fluidverteilungstest zielt auf das Bestimmen der Menge der Flüssigkeit, die von einem gewissen Teil des absorbierenden Artikels oder der Kernstruktur aufgenommen wurde, ab.
Der Test kann auf Artikel, die unter kontrollierten Laborbedingungen beladen wurden, wie wenn man andere Flüssigkeitshandhabungstest, wie den Annahmetest, wie er oben beschrieben ist, ausführt, angewandt werden.
Dieser Test kann auch auf benutzte Artikel angewandt werden, beispielsweise wenn Babys die Windeln tragen, sie unter wirklichen Nutzungsbedingungen beladen, wonach die Artikel dann unter passenden Hygienezuständen ausgewertet werden. Die Wartezeit zwischen dem Beladen und der Auswertung sollte nicht zu lang sein, obwohl zumindest bei den Gestaltungen, wie sie in den nachfolgend beschriebenen Beispielen getestet wurden, die Wartezeit mir einen sehr geringen Einfluss auf die Fluidverteilungsergebnisse hat.
Um die Fluidverteilung in einer absorbierenden Struktur oder einem Artikel zu bestimmen, wird der beladene Artikel gewogen und dann flach ausgelegt (wahlweise nachdem die Gummis durchschnitten wurden, um das flache Aus legen zu erleichtern) und entlang seiner Längsachse in Vierteil markiert. Dann wird der Artikel entlang von Linien, die rechtwinklig zur Längslinie verlaufen, geschnitten, wobei darauf geachtet werden muss, dass man keine Flüssigkeit herauspresst. Dies kann am besten unter Verwendung eines JCD-Papierschneiders oder eines Skalpells erfolgen.
Jedes Segment wird gewogen, und das Ergebnis zum Gesamtgewicht ins Verhältnis gesetzt.
Für Artikel, die eine strenge Profilierung aufweisen (das heißt verschiedene Materialgewichte in unterschiedlichen Abschnitten), kann das Gesamtgewicht als auch die abschnittsweisen Gewichte durch das trockene Gewicht des Artikels eingestellt werden. Um das zu tun, können die abschnittsweisen Gewichte für "Schwesterwindeln" (das heißt Windeln, die auf dieselbe Art hergestellt sind, und wenn dies auf einer großen Produktionslinie erfolgt, diese zur ungefähr derselben Zeit wie die getestete Windel hergestellt werden) bestimmt werden. Wenn dann der gesamte Artikel unterschiedliche Gewichte aufweisen sollte, so können die abschnittsweisen Gewichte weiter gemäß diesem Verhältnis eingestellt werden, wobei man nun annimmt, dass die Abweichungen proportional durch die Abschnitte hindurch verteilt sind.
Das Ergebnis des Fluidverteilungstests wird in einem Prozentsatz der gesamten Menge des Fluids, die in gewissen Abschnitten, wie der Schrittregion, vorhanden ist, ausgedrückt.
Messung der Dichte/Stärke/des Basisgewichts
Ein Testexemplar mit einer definierten Fläche, wie man es durch das Schneiden mit einer Probenschneidevorrichtung erhält, wird mit einer Genauigkeit von mindestens 0,1% gewogen. Die Stärke wird unter einem aufgebrachten Druck von 550 Pa (0,08 psi) für ein Testgebiet mit einem Durchmesser von 50 mm gemessen. Das Basisgewicht als Gewicht pro Flächeneinheit, ausgedrückt in g/m², die Stärke ausgedrückt in mm bei einem Druck von 550 Pa und die Dichte, ausgedrückt in g/cm³ können leicht berechnet werden.
Teebeutel-Zentrifugen-Kapazitätstest (TCC-Test)
Während der TCC-Test insbesondere für superabsorbierende Materialien entwickelt wurde, so kann er leicht auf andere absorbierende Materialien angewandt werden.
Der Teebeutel-Zentrifugen-Kapazitätstest misst die Teebeutel-Zentrifugen-Kapazitätswerte, die ein Maß für das Zurückhalten der Flüssigkeiten in absorbierenden Materialien darstellen.
Das absorbierende Material wird in einem "Teebeutel" platziert, in einer 0,9 Gewichtsprozent Natriumchloridlösung für 20 Minuten untergetaucht, und dann für 3 Minuten zentrifugiert. Das Verhältnis des zurückgehaltenen Flüssigkeitsgewichts zum anfänglichen Gewicht des trockenen Materials ist die Absorptionskapazität des absorbierenden Materials.
Zwei Liter 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid in destilliertem Wasser werden in eine Schale gegossen, die die Abmessungen 24 cm × 30 cm × 5 cm aufweist. Die Flüssigkeitsfüllhöhe sollte ungefähr 3 cm betragen.
Der Teebeutel weist Abmessungen von 6,5 cm × 6,5 cm auf und ist von Teekanne in Düsseldorf, Deutschland erhältlich. Der Beutel kann durch Hitze mit einer normalen Küchenkunstoffbeutelverschweißvorrichtung (beispielsweise VACUPACK2 PLUS von Krups, Deutschland) verschweißt werden.
Der Teebeutel wird geöffnet, indem er sorgfältig teilweise aufgeschnitten wird, und er wird dann gewogen. Ungefähr 0,200 g der Probe des absorbierenden Materials, was auf +/– 0,005 g genau gemessen wird, werden im Teebeutel platziert. Der Teebeutel wird dann mit einer Hitzeverschweißvorrichtung geschlossen. Er wird nun als Probenteebeutel bezeichnet. Ein leerer Teebeutel wird verschweißt und als Blindstück verwendet.
Der Probenteebeutel und der leere Teebeutel werden dann auf die Oberfläche der Salzlösung gelegt und für ungefähr 5 Sekunden unter Verwendung eines Spatels untergetaucht, um ein komplettes Benetzen zu ermöglichen (die Teebeutel werden auf der Oberfläche der Salzlösung schwimmen, wenn sie nicht komplett benetzt sind). Der Timer wird sofort gestartet.
Nach 20 Minuten Wässerungszeit werden der Probenteebeutel und der leere Teebeutel aus der Salzlösung entfernt und in der Bauknecht WS120, Bosch 772 NZK096 oder einer äquivalenten Zentrifuge (mit einem Durchmesser von 230 mm) platziert, so dass jeder Beutel an der äußeren Wand des Zentrifugenkorbes anliegt. Der Zentrifugendeckel wird geschlossen, die Zentrifuge wird gestartet, und die Geschwindigkeit wird schnell auf 1400 U/min erhöht. Wenn sich die Zentrifuge bei 1400 U/min stabilisiert hat, so wird der Timer gestartet. Nach 3 Minuten wird die Zentrifuge gestoppt.
Der Probenteebeutel und der leere Teebeutel werden entfernt und getrennt gewogen.
Die Teebeutel-Zentrifugen-Kapazität (TCC) für die Probe des absorbierenden Materials wird folgendermaßen berechnet: TCC = [(Gewicht des Probenteebeutel nach dem Zentrifugieren) – (Gewicht des leeren Teebeutels nach dem Zentrifugieren) – (Gewicht des trockenen absorbierenden Materials)]/(Gewicht des trockenen absorbierenden Materials)
Es können auch spezielle Teile der Strukturen oder die gesamten absorbierenden Artikel, wie abschnittsweise herausgeschnittene Teile, gemessen werden, das heißt, es kann nach Teilen der Struktur oder dem gesamten Artikel geschaut werden, wobei das Schneiden über die volle Breite des Artikels an bestimmten Punkten der Längsachse des Artikels erfolgt. Insbesondere erlaubt die Definition der "Schrittregion", wie sie oben beschrieben wurde, es, die "Schrittregionkapazität" zu bestimmen. Andere herausgeschnittene Teile können verwendet werden, um eine "Basiskapazität" (das ist die Größe der Kapazität, die in einer Gebietseinheit der spezifischen Region des Artikels enthalten ist) zu bestimmen. In Abhängigkeit von der Größe der Gebietseinheit (vorzugsweise 2 cm mal 2 cm) definiert dies, eine wie große Mittelwertbildung stattfindet, wobei natürlich, je kleiner die Größe ist, desto kleiner die Mittelwertbildung sein wird.
Ultimative Speicherkapazität
Um die ultimativ vorgesehene Speicherkapazität eines absorbierenden Artikels zu bestimmen oder auszuwerten, sind eine Anzahl von Verfahren vorgeschlagen worden.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird angenommen, dass die ultimative Speicherkapazität eines Artikels die Summe der ultimativen Absorptionskapazitäten der einzelnen Elemente oder Materialien ist. Für diese einzelnen Komponenten können verschiedene wohl bekannte Techniken verwendet werden, so lange diese konsistent im gesamten Vergleich verwendet werden. Beispielsweise kann die Teebeutel-Zentrifugen-Kapazität, wie sie für superabsorbierende Polymere (SAP) entwickelt und wohl etabliert wurde, für solche SAP-Materialien als auch für andere Materialien (siehe oben) verwendet werden.
Wenn die Kapazitäten für die einzelnen Materialien bekannt sind, so kann die gesamte Artikelkapazität durch das Multiplizieren dieser Werte (in ml/g) mit dem Gewicht des Materials, das im Artikel verwendet wird, berechnet werden.
Für Materialien, die eine andere zugewiesene Funktion als die ultimative Speicherung der Fluide haben, wie die Annahmeschichten und dergleichen, kann die ultimative Speicherkapazität vernachlässigt werden, da entweder solche Materialien wirklich nur sehr niedrige Kapazitätswerte im Vergleich zu den vorgesehenen ultimativen Fluidspeichermaterialien aufweisen, oder da solche Materialien nicht mit Fluid beladen werden sollen, und sie somit ihr Fluid an andere ultimative Speichermaterialien abgeben sollen.
Beispiele und Auswertung
Verteilungsmaterialien
Für das Vergleichen verschiedener Gestaltungen und Materialeigenschaften wurden zwei Materialien verwendet, um ein konventionelles Tissue zu ersetzen, wie beispielsweise ein hoch nassfestes Tissue mit einem Basisgewicht von 22,5 g/m², wie es von Strepp, Kreuzau, Deutschland unter der Bezeichnung NCB produziert wird. Typische Flüssigkeitstransporteigenschaften für solche Tissues sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Zuerst wurde ein Verteilungsmaterial mit hohem Fluss ausgewertet (Beispiel 1.1), das hergestellt wurde, indem man mit einem nassgelegten, chemisch verbundenen Stoff beginnt, der ein Basisgewicht von 150 g/m² und eine Dichte von 0,094 g/cm³ aufweist, der aus folgender Fasermischung besteht:

– 90 Gewichtsprozent (der Fasermischung) chemisch versteifter, verdrehter Zellulosefasern (CS), die kommerziell unter der Bezeichnung "CMC" von Weyerhaeuser Co., US erhältlich ist;
– 10 Gewichtsprozent (der Fasermischung) aus Fasern des Eukalyptustyps, die mit 2 Gewichtsprozent der Fasermischung eines Polyacrylamid-Glyoxal-Harzes, das von Cytec Industries, West Patterson, NJ, USA unter dem Markennamen Parez^TM 631 NC vermarktet wird, verbunden sind.

Dieser wurde einer Behandlung nach der Ausbildung zwischen zwei Walzen mit einer Überlappungstiefe der Spitzen von 0,2 mm mit einer Breite eines Zahns von 0,6 mm, die 1,0 mm voneinander entfernt sind, unterworfen, wie das detaillierter in der EP-Anmeldung 96108427.4 beschrieben ist.
Ein weiteres thermisch verbundenes nass gelegtes Material (Beispiel 1.2) wurde unter Verwendung von 60% der chemisch versteiften verdrehten Zellulose, 30% der Fasern des Eukalyptustyps, wie sie im oben beschriebenen chemisch verbundenen Verteilungsmaterial verwendet wurden, und 10% exzentrischer Zweikomponentenfasern aus einer PE-Hülle/einem PET-Kern, die ein permanentes Hydrophilisiermittel, das in das PE-Harz eingebaut ist, aufweist, hergestellt von HOECHST CELANESE, US unter der Bezeichnung Celbond^® T255, hergestellt. Nach einem konventionellen Nasslegen wurde dieser Stoff durch eine konventionelle Durchluftverbindungstechnologie von Ahlstrom Inc., US mit einem Basisgewicht von 150 g/m² und einer Dichte von 0,11 g/cm³ verbunden.

Wenn diese Materialien dem vertikalen Ansaugtest, wie er oben beschrieben wurde, unterworfen werden, so zeigen die Materialien die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse: Tabelle 1

	Beispiel 1.1	Beispiel 1.2	Beispiel 1.3
Ansaugzeit (sec),
um 8,3 cm zu erreichen	13	45	> 210
um 12,4 cm zu erreichen	45	165	nicht erreicht
Fluss in ml/sec/cm²
bei 8,3 cm	0,32	0,06	< 0,02
bei 12,4 cm	0,16	0,04	nicht erreicht

Somit liefert Beispiel 1.2 keine verbesserte Leistung gegenüber den konventionellen Tissues des Beispiels 1.3, das jedoch wesentlich schlechter als das speziell bevorzugte Material des Beispiels 1.1 ist.
Allgemeine Produktbeschreibung
Während die vorliegende Erfindung auf einen breiten Bereich von Produkten anwendbar ist, wurden die speziellen Vorteile im Kontext von Babywindeln beispielhaft gezeigt, und somit für Windeln, die für Babys im Bereich von 8 bis 18 kg gedacht sind, wobei dies auch als Größe "MAXI" bezeichnet wird. Für solche Produkte sind typische Abmessungen solche, wie bei der PAMPERS BABY DRY PLUS MAXI/MAXI PLUS, wie sie von Procter & Gamble in verschiedenen Ländern in Europa vermarktet wird:

Länge Breite

(x-Richtung) (y-Richtung)

– gesamte Windel 499 mm 430 mm

– absorbierender Kern 438 mm

– Ohrbreite des Kerns 115 mm

– Schrittbreite des Kerns 102 mm
Während des Gebrauchs ist die Gestalt dieser Artikel so, dass sie im wesentlichen symmetrisch passen, wenn man die Erweiterung in die Taillenregionen von vorne nach hinten vergleicht. Der Schrittpunkt fällt mit dem "Beladungspunkt", der (sowohl für männliche als auch weibliche Babys) 4,9 cm in Rich tung auf die vordere Taillenregion des mittleren abschnittsweisen Punkts des Artikels und 17 cm vom vorderen Kernrand angeordnet ist, zusammen. Somit erstreckt sich die Schrittregion, wenn man vom vorderen Taillenende des absorbierenden Kerns (bei 0 cm) zum hinteren Ende (bei 43,8 cm) geht, von 6,1 cm bis zu 27,8 cm.
Die Produkte, die die vorliegende Erfindung beispielhaft darstellen, werden im allgemeinen aus diesem kommerziell erhältlichen Produkt abgeleitet und dann modifiziert, wie dies in den speziellen Beispielen ausgeführt ist.
Diese Produkte enthalten in ihrem Speicherkern ungefähr 20 g konventionelles Luftfilz aus nordischen Weichholz und ungefähr 10 g superabsorbierendes Material, wie es kommerziell von der Stockhausen GmbH, Deutschland unter dem Markennamen FAVOR SXM, Typ 100 erhältlich ist. Das superabsorbierende Material weist eine theoretische Kapazität von 31 ml/g auf, die zusammen mit dem 4 ml/g des Luftfilzes eine vorgesehene Kapazität für solche Artikel von ungefähr 390 ml liefert. Zusätzlich umfasst der Kern einen "Annahmeflecken", der über dem Speicherkern auf einer Länge von 25,4 cm, beginnend in einer Entfernung von 28 cm vom vorderen Kernrand bis nach hinten, liegt. Dieser Flecken kann aus im Luftstrom gelegten chemisch behandelten versteiften Zellulosematerial (CS), das von Weberhaeuser Co. US unter der Markenbezeichnung "CMC" geliefert wird, das als eine Annahmeschicht/Verteilungsschicht, die ein Basisgewicht von ungefähr 295 g/m² aufeist, dient, hergestellt werden. Im Kontext des vorliegenden Beispiels wird die ultimativen Speicherkapazität dieses Materials auf null festgelegt, da angenommen wird, dass das Fluid aus dieser Annahmeschicht/Verteilungsschicht entfernt wird, so dass diese Schicht für eine erneute Beladung und wiederholte Schwälle (siehe oben) bereit ist.
Der Kern ist so gestaltet, dass eine Mischung von SAP und Luftfilz über einer dünnen Lage eines reinen Luftfilzes liegt (in der Richtung auf den Träger zu). Die Form des Kerns ist nahezu rechteckig mit einer Größe von 438 mm auf 115 mm, wobei eine leicht verengte Breite am Schrittpunkt vorliegt, der eine Breite von 102 mm aufweist. Die gemischte Schicht wird im Basisgewicht profiliert, so dass sich ein Kapazitätsverteilungsprofil in Längsrichtung ungefähr folgendermaßen ergibt:

Erstes Viertel (vorne) 140 ml

Zweites Viertel 130 ml

Drittes Viertel 70 ml

Viertes Viertel (hinten) 50 ml
Verbesserungen des Sitzes
Der erste Test zielt daraufhin ab, die Wirkung der Neuverteilung der Speicherkapazität alleine zu unterstützen. Um das zu tun, wurde eine "Sitzstudie" durchgeführt, wobei zwei Produkte auf Piloteinrichtungen hergestellt wurden. Zuerst wurde ein Referenzprodukt hergestellt, das darauf abzielt, das vermarktete Produkt, wie es oben beschrieben wurde, nachzuahmen, wobei es sich von diesem dadurch unterscheidet, dass es keinen Annahmeflecken aufweist.
Dieses Produkt wurde mit einer "umgekehrt profilierten" Gestaltung (Beispiel 2.1) verglichen, die sich nur dadurch unterscheidet, dass das Kapazitätsprofil phasenmäßig anders gestaltet war, so dass sich ein solches Kapazitätsprofil ergibt:

Erstes Viertel (vorne) 120 ml

Zweites Viertel 70 ml

Drittes Viertel 60 ml

Viertes Viertel (hinten) 140 ml
Diese wurden in einer "Sitzstudie" getestet. Dabei wurden die Test- und die Referenzprodukte künstlich mit synthetischem Urin beladen, und die Sitzbeurteilung durch erfahrene Mütter wurde jeweils für die trockene Windel und dann wenn diese zuerst mit 150 ml und dann mit 300 ml synthetischem Urin beladen war, durchgeführt und aufgezeichnet.
Für jedes Produkt wurde die Beurteilung des "gesamten" Sitzes und die Beurteilung des "Sitzes zwischen den Beinen" erfragt.
Die Beurteilung wurde in eine Skala von 0 (schlecht) bis 4 (ausgezeichnet) gebracht.

Die Produkte wurden an 17 zufällig ausgewählten Babys platziert. Tabelle 2

	Beispiel 2.2	Beispiel 2.1
Die Mutter beurteilte
den gesamten Sitz	2,6	2,0
den Sitz zwischen den Beinen
im trockenen Zustand	3,0	2,0
bei 150 ml	2,9	1,9
bei 300 ml	2,6	1,4

Dies zeigt klar, die schlechtere Beurteilung des Sitzes einer konventionell profilierten Windel im Gegensatz zu einer umgekehrt profilierten Windel.
Einfluss der umgekehrten Profilierung auf die Leistung (gemischte Kerne)
Konsumenten wollen jedoch keinen Kompromiss bei der Leistung zulassen, wenn sie dafür einen besseren Sitz erhalten. Um den Einfluss der verschiedenen Ausgestaltungen auf die Leistung zu ermitteln, wurden Produkte im Labortest im Hinblick auf die stark relevanten Parameter der Fluidannahmeleistung und der Rücknässung verglichen.
Für diesen Test wurden Produkte auf einer Fertigungslinie im Industriemaßstab hergestellt, wobei ein Referenzprodukt die Gestalt eines aktuell auf dem Markt erhältlichen Produkts nachahmt (Beispiel 3.1) mit der Ausnahme, dass der Annahmeflecken durch eine thermisch mit Durchluft verbundene synthetische Annahmeschicht, die durch das Legen von 63% exzentrischer PE/PP-Zweikomponentenfasern (Kode ESEWA von Danaklon AB, DK) zusammen mit 37% konventionellen Holzzellstoff aus südlichem Weichholz zu einem Stoff hergestellt wird, wobei dieses mit Durchluft zu einer Dichte von 0,04 g/cm³ bei einem Basisgewicht von 120 g/m² verbunden wird (Beispiel 3.3), hergestellt wird, ersetzt wird. Das nächste Produkt war eine Kombination des Beispiels 3.3 mit dem umgekehrten Kapazitätsprofil, wie es im Beispiel 2.1 beschrieben ist.

Das dritte Produkt (Beispiel 3.1) unterschied sich vom diesem letzten Produkt dadurch dass es weiter ein thermisch verbundenes nass gelegtes Material, wie es im Beispiel 1.2 beschrieben ist, umfasst. Tabelle 3

	Beispiel 3.1	Beispiel 3.2	Beispiel 3.3
Kapazitätsverteilung	umgekehrt	umgekehrt	Schritt
Annahmematerial	– mit Durchluft verbundener Stoff (bei allen) nass gelegt konventionelles Tissue für beide Durchluft
Verteilungsmaterial
Fluidverteilung (%)
Schritt	58	55	79
Annahmetest (ml/sec)
1. Schwall	2,9	3,6	3,2
4. Schwall	0,19	0,10	0,16
Collagen-Rücknässung (mg)
Schritt	268	283	262
Hinten	25	72	12

Diese Daten zeigen, dass während das umgekehrten Profilieren selbst die Fluidverteilung durch das Vorsehen von weniger Kapazität in der Schrittzone verbessert, dieser Vorteil durch das schlechtere Rücknässungsverhalten, insbesondere im hinteren Teil des Artikels, beeinträchtigt wird. Die Verwendung eines schon verbesserten Fluidverteilungsmaterials verbessert diesen Nachteil, ohne eine schädliche Wirkung auf die Fluidverteilung oder die Annahmeleistung zu haben.
Einfluss des Verteilungsmaterials bei konventionell profilierten Kernen
Der Leistungsvorteil guter Verteilungsmaterialien wird weiter in Kernen mit umgekehrten Profil beispielhaft dargestellt. Um diese Wirkung zu unterstreichen, wurde eine konventionelle Windel (Beispiel 4.2, gleiche Gestalt wie Beispiel 2.2) mit dem Beispiel 4.1, bei dem das konventionelle Tissue schon durch ein verbessertes Verteilungsmaterial ersetzt wurde (wie das im Beispiel 1 beschrieben ist), verglichen. Tabelle 4

Beispiel 4.1 Beispiel 4.2

Fluidverteilung (%)

Schritt 91 88

Annahmetest (ml/sec)

1. Schwall 3,9 4,8

4. Schwall 0,59 0,82

Collagen-Rücknässung (mg)

Schritt 60 53
Somit verbessert das verbesserte Fluidverteilungsmaterial tatsächlich die Leistung, wobei es jedoch die Fluidverteilung nur in sehr begrenztem Maß ändert.
Geschichtete Kerne
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden weiter in einer Testmatrix gezeigt, wobei die Kerne auf einer Pilotfertigungsstraße ohne Kerne mit einer Mischung aus einem superabsorbierenden Material und einem Flaum sondern vielmehr solche mit geschichteten Strukturen zu verwenden, hergestellt werden.
Die gesamte Gestaltung war die Gleiche wie in den Beispielen 3, wobei der absorbierende Kern anders gestaltet und hergestellt wurde, indem der homogen gemischte Speicherkern durch rechteckige absorbierende Strukturen mit 15 g eines superabsorbierenden Pulvers, das zwischen Schichten eines konventionellen Tissues, das aus dem oben beschriebenen durch eine Behandlung nach der Ausbildung modifizierten chemisch verbundenen Verteilungsmaterial besteht, sandwichartig dazwischengelegt wurde, ersetzt wird. Das superabsorbierende Laminat hatte eine Breite von 90 mm (zentriert) unter Verwendung einer Klebesprühlaminattechnik, ein Verfahren, das detaillierter in der oben erwähnten EP-A-0.695.541 beschrieben ist.
Für die beiden Gestaltungen (die als "flach" bezeichnet werden) erstreckte sich das Laminat durch die volle Länge des Artikels mit einem Basisgewicht des Superabsorptionsmittels von 355 g/m².

Für die zwei Gestaltungen mit umgekehrtem Profil erstreckten sich die Laminate beide vom vorderen und vom hinteren Kernrand mit einem Basisgewicht von 500 g/m² über eine Länge von 167 mm auf die Schrittregion zu, um somit ungefähr 130 mm im mittleren Abschnitt des Artikels frei vom Superabsorptionsmittel zu halten. Da das letztere nach vorne hin verschoben ist, ist ein Teil der Schrittregion im wesentlich frei vom Superabsorptionsmittel. Tabelle 5

	5.1	5.1	5.3	5.4
Kapazitätsprofil	um.	um.	flach	flach
Verteilungsmaterial	hoher Fluss	konv.	hoher	Fluss konv.
	---Mittelwert---
Annahmetest (ml/sec)
1. Schwall	3,95	2,92	3,91	2,89
4. Schwall	0,66	0,36	0,73	0,54
Collagen-Rücknässung (μg)
Schritt	59	118	65	106
Hinten
Fluidverteilung (%)
Schritt	56	58	70	73

Diese Tabelle zeigt weiter die gute Wirkung guter Verteilungsmaterialien auf die Leistung des Artikels: Sie zeigt weiter, dass unabhängig vom Tissue oder dem Material mit hohem Fluss, die Fluidverteilung durch die Gestaltung mit umgekehrtem Profil positiv beeinflusst wird. Natürlich wird jedoch die Rücknässung der Tissueprodukte stark beeinträchtigt.
Insgesamt kann man aus diesen Experimenten schließen, dass ein bevorzugtes Produkt eine kleine ultimative Speicherkapazität in der Schrittzone, ein gutes Verteilungsmaterial, vorzugsweise ein Verteilungsmaterial mit einem hohem Fluidfluss aufweist, so dass das Produkt dennoch eine gute Fluidhandhabungsleistung zeigt, wie sie durch die Annahmewerte und/oder Rücknässungswerte gemessen wird.

Claims

Absorbierender Artikel (20), der eine Babywindel oder eine Trainingshose ist, mit einem absorbierenden Kern (28), mit einer Schrittregion und ein oder mehreren Taillenregionen, wobei die Schrittregion eine geringere ultimative Fluidspeicherfähigkeit hat als die eine oder mehreren Taillenregionen zusammen, dadurch gekennzeichnet, daß der Artikel ein Annahme/Verteilungsmaterial mit chemisch versteiften Zellulosefasern aufweist, und daß der Artikel eine Annahmeleistung von wenigstens 0,5 ml/sec für den vierten Schwall hat.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 1, in welchem der Artikel eine Annahmeleistung von wenigstens 0,6 ml/sec für den vierten Schwall hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, in welchem der Artikel eine Annahmeleistung von wenigstens 0,7 ml/sec für den vierten Schwall hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in welchem der Artikel eine Annahmeleistung von wenigstens 3,75 ml/sec für den ersten Schwall hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem der Artikel eine Annahmeleistung von wenigstens 4,0 ml/sec für den ersten Schwall hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem der Artikel eine Annahmeleistung von wenigstens 4,2 ml/sec für den ersten Schwall hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die Schrittregion eine ultimative Fluidspeicherung-Basiskapazität von wenigstens dem 0,9-fachen der mittleren ultimativen Fluidspeicherung-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem die Schrittregion eine ultimative Fluidspeicherung-Basiskapazität von weniger als dem 0,7-fachen der mittleren ultimativen Fluidspeicherungs-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in welchem die Schrittregion eine ultimative Fluidspeicherung-Basiskapazität von weniger als dem 0,5-fachen der mittleren ultimativen Fluidspeicherung-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, in welchem die Schrittregion eine ultimative Fluidspeicherung-Basiskapazität von weniger als dem 0,3-fachen der mittleren ultimativen Fluidspeicherung-Basiskapazität des absorbierenden Kerns hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem die Schrittregion eine abschnittsweise ultimative Fluidspeicherungskapazität von weniger als 49% der ultimativen Fluidspeicherung-Basiskapazität des gesamten Kerns hat.
Absorbierender Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem die Schrittregion eine abschnittsweise ultimative Fluidspeicherungskapazität von weniger als 41% der ultimativen Fluidspeicherungspeicherungskapazität des gesamten Kerns hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem die Schrittregion eine abschnittsweise ultimative Fluidspeicherungskapazität von weniger als 23% der ultimativen Fluidspeicherungskapazität des gesamten Kerns hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Schrittregion die Hälfte der Länge des gesamten absorbierenden Kerns (28) beträgt.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie ein ultimatives Flüssigkeit-Speicherungsmaterial aufweist, das wenigstens 80% der gesamten ultimativen Speicherungskapazität des absorbierenden Kerns (28) liefert.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 15, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeit-Speicherungsmaterial wenigstens 90% der gesamten ultimativen Speicherungskapazität des absorbierenden Kerns (28) liefert.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 15 oder 16, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeit-Speicherungsmaterial superabsorbierende Polymere umfaßt.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 15 oder 16, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeit-Speicherungsmaterial keine absorbierenden Polymere umfaßt.
Absorbierender Artikel (20) nach den Ansprüchen 15 oder 16, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das ultimative Flüssigkeit-Speicherungsmaterial ein offenzelliges absorbierendes Schaummaterial umfaßt.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 19, in welchem die absorbierenden Schaummaterialien hergeleitet werden aus einer Wasser-in-Öl-Emulsion mit hoher innerer Phase.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 50% der Fläche der Schrittregion im wesentlichen keine ultimative Speicherungskapazität enthält.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß weniger als 50% der ultimativen Speicherungskapazität vor der Schrittzone in der vorderen Hälfte des Artikels positioniert sind und mehr als 50% der ultimativen Speicherungskapazität in der hinteren Hälfte des Artikels positioniert sind.
Absorbierender Artikel (20) nach Anspruch 22, in welchem weniger als 33% der ultimativen Speicherungskapazität vor der Schrittzone in der vorderen Hälfte des Artikels positioniert sind und mehr als 67% der ultimativen Speicherungskapazität in der hinteren Hälfte des Artikels positioniert sind.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, daß dieser in der Schrittregion eine Collagen-Rücknässungsleistung nach Annahme von weniger als 180 mg hat.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Schrittregion ein Material umfaßt, das einen Fluß bei 12,4 cm von mehr als 0,075 g/cm²/sec aufweist.
Absorbierender Artikel (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Schrittregion ein Material umfaßt, das durch eine Postformation-Behandlung einer chemisch gebundenen, naß gelegten Bahn mit versteiften Zellulo sefasern, Fasern vom Eukalyptustyp und einem chemischen Binderharz erhältlich ist.