DE69732418T2

DE69732418T2 - Mehrschichtige, flüssigkeitsabsorbierende mehrzweck-artikel

Info

Publication number: DE69732418T2
Application number: DE69732418T
Authority: DE
Inventors: Eugene Geoffrey SEGER
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: JP2002509452A; US5843055A; AU3808797A; KR100290549B1; WO1998003133A3; EP0925049A2; ATE288245T1; DE69732418D1; CA2261809A1; CA2261809C; JP3431169B2; WO1998003133A2; KR20000067972A; EP0925049B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf fluidabsorbierende Elemente mit verbesserten Fluidannahme-, Verteilungs- und Speichereigenschaften. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf absorbierende Strukturen, in denen solche fluidabsorbierenden Elemente eingebaut sind, welche in einer Vielzahl von absorbierenden Artikeln verwendet werden können, wie Katamneseprodukte, Einwegwindeln, Erwachsenen-Inkontinenzpads und -einlagen und dergleichen sowie in Tissue- und Tuchprodukten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Absorbierende Bahnen, welche verhedderte Fasermassen umfassen, zum Beispiel Faserbahnen, sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Solche Bahnen können Flüssigkeiten einsaugen, wie beispielsweise ausgeschiedene Körperfluide, und zwar sowohl durch einen Absorptionsmechanismus, in welchem ein Fluid durch das Fasermaterial selbst aufgenommen wird und durch einen Saugmechanismus, bei welchem ein Fluid durch die kapillaren Zwischenräume zwischen den Fasern angenommen, in diesen verteilt und gespeichert wird.
Ein Grund, warum viele absorbierende Artikel, wie Katamnesepads, Erwachsenen-Inkontinenzprodukte und Windeln zur Leckage führen, ist die Unfähigkeit, zweite und nachfolgende Ausscheidungen eines Fluids zu absorbieren, selbst wenn die erste Fluidausscheidung wirksam absorbiert worden ist. Eine Leckage aufgrund von zweiten und nachfolgenden Ausscheidungen ist besonders geläufig während der Nacht, wenn Benutzer üblicherweise mehrere Ausscheidungen gemacht haben, bevor dies beachtet wird. Ein Grund für die Unfähigkeit vieler absorbierender Artikel, mehrere Ausscheidungen eines Fluids richtig zu handhaben, ist zusätzlich zu den oben genannten Gründen, die Fähigkeit des absorbierenden Kerns, ein ausgeschie denes Fluid von der Region der Ausscheidung weg zu transportieren, sobald die Absorptionskapazität dieser Region erreicht worden ist. Die Gesamtleistung des absorbierenden Artikel ist durch die Unfähigkeit begrenzt, das Fluid zu den entferntesten Stellen des Kerns zu transportieren.
Ein Mittel, welches verwendet wurde, um die Fluidtransportfähigkeit des absorbierenden Kerns zu erhöhen, besteht darin, ein System kleinerer mittlerer Poren durch Verdichtung eines herkömmlichen Kerns zu erzeugen. Obwohl dies die gesamte mittlere Porengröße vermindert, erfahren im Allgemeinen die größten Zellen den größten Zusammenbruch und die kleineren Poren, welche den ultimativen Kapillardruck (vertikale Saughöhe) bestimmen, erfahren die geringste Veränderung. Dieser Verlust an Großporenkapazität führt zu einem hohen Verlust an Fluidkapazität oder -retention und, ganz wichtig, Fluidpermeabilität.
Ein weiteres Mittel, welches in der Vergangenheit verwendet wurde, um die Fluidtransportfähigkeit des absorbierenden Kerns zu erhöhen, besteht darin, in bestimmten Mengen feiner Fasern und Teilchen, welche einen großen Oberflächenbereich haben, mit chemisch versteiften herkömmlichen Zellulosefasern, nicht versteiftem Zellulosematerial, synthetischen Fasern, chemischen Additiven und thermoplastischen Polymeren zu vermengen. Die US-A-5,630,420 beschreibt die Verwendung von chemisch versteiften Fasern in der Kombination mit Bindefasern, und die WO 96/23473 und die WO 97/38564 – beide bilden einen Stand der Technik im Sinne des Artikels 54(3) EPC – offenbaren Mischungen chemisch versteifter Zellulosefasern mit feinen Zellulosefasern, wie vom Eukalyptus-Typ, und einem Bindematerial. Da der Oberflächenbereich pro Einheitsvolumen einen starken Einfluss auf den Kapillardruck eines speziellen Substrats hat, liefern diese Fasern mit großem Oberflächenbereich eine stärkere vertikale Saugkraft. Aber die resultierende Struktur neigt dazu, sehr dicht zu sein und hat eine geringe Fluidtransportfähigkeit bzw. "Flux", der hier als die Fähigkeit definiert ist, eine bestimmte Menge eines Fluids durch einen gegebenen Materialquerschnitt in eine bestimmte Höhe in einer spezifischen Zeit zu bewegen. Die Zunahme des Kapillardrucks (der Höhe) durch diese feinen Fasern führt zu einem signifikanteren Verlust des auf eine gegebene Höhe transportierten Volumens.
Noch ein weiteres Mittel für die Zunahme der Fluidspeicherungs- und Transportfähigkeit der absorbierenden Strukturen, die im Stand der Technik bekannt sind, besteht darin, mehrere übereinander gelagerte Schichten eines absorbierenden Materials, insbesondere faserigen Materials, zu verwenden. Die Verwendung mehrerer Schichten erlaubt nicht nur die Verwendung zusätzlicher Materialmengen, sondern auch das Zuschneiden der Materialeigenschaften so, dass Gradienten in der absorbierenden Struktur etabliert werden, wie Dichte- und Hydrophilizitätsgradienten. Während jedoch die Verwendung mehrerer Schichten faseriger Materialien gewisse wünschenswerte Fluidhandhabungs-Attribute bereit stellen können, werden diese Attribute häufig in großem Maße durch einen Grenzflächenwiderstand gegenüber dem Fluidtransport an den Grenzen zwischen diskreten Schichten ausgeglichen. Ein solcher Grenzflächenwiderstand tritt auf aufgrund von Diskontinuitäten in der Kapillarstruktur, die durch fehlausgerichtete Interfaser-Kapillaren verursacht werden, wenn die Schichten übereinander gelagert werden sowie durch abrupte Veränderungen in den Materialeigenschaften an der Grenzfläche. Mehrschichtige absorbierende Strukturen ziehen ferner eine zusätzliche Verarbeitungsschwierigkeit und Kosten auf sich, und zwar aufgrund der erforderlichen Handhabung und Verbindung mehrerer diskreter vorgeformter Bahnen.
Demgemäß wäre es wünschenswert, ein absorbierendes Element zu schaffen, welches für die Fähigkeit sorgt, Materialeigenschaften innerhalb der Struktur direkt zu gestalten, während gleichzeitig ein Grenzflächenwiderstand gegen einen Fluidtransport minimiert wird.
Es wäre ferner wünschenswert, solche absorbierenden Elemente zu schaffen, welche vergleichsweise wirtschaftlich und leicht hergestellt werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die fluidabsorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise drei Grundkomponenten: chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Quellfasern, Fasern mit großem Oberflächenbereich und ein Binderadditiv, wie beispielsweise ein thermoplastisches faseriges Material oder chemische Binder.
Fluidabsorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung nutzen eine Faser mit großem Oberflächenbereich, um dem fluidabsorbierenden Element Kapillardruck (oder Saugkraft) zu verleihen. Diese Fasern mit großem Oberflächenbereich sind im Allgemeinen klein und können höchst anschmiegsam sein. Sie versehen das Substrat mit einem Kapillardruck, der gut über dem Kapillardruck liegt, der in Volumen liefernden chemisch versteiften, verdrehten und gewellten Fasern (urverfeinert) alleine zu finden ist.
Eine gegenwärtig bevorzugte Faser für diese Verwendung in Bezug auf einen großen Oberflächenbereich ist die Eukalyptus-Familie der Holzzellstofffasern. Eukalyptus liefert erwünschte Kapillardruckeigenschaften in Kombination mit den chemisch versteiften, verdrehten und gewellten Fasern und wird nicht leicht durch das Formungssieb hindurch gehen. Besonders geeignete Eukalyptusfasern umfassen solche der Spezies Eukalyptus grandis.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden diese Komponentmaterialien in ein geschichteten, multifunktionales fluidabsorbierendes Element, in welchem die Schichten vorzugsweise parallel ausgebildet werden. Die vorliegende Erfindung liefert deshalb Strukturen, in welchen die Eigenschaften der Schichten so gestaltet werden können, dass sie spezielle Anwendungen erfüllen, indem die Zusammensetzungen der Schichten und/oder die Art und Weise, in welcher die Rohmaterialien verarbeitet werden, so gestaltet werden, dass eine spezifische Funktionalität erreicht wird.
Die fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise als eine Komponente des absorbierenden Kern in verschiedenen Typen von absorbierenden Artikeln verwendet werden, zum Beispiel in wegwerfbaren Katamnesepads, Windeln und Inkontinenzeinlagen, welche auch eine fluiddurchlässige Decklage und eine fluidundurchlässige Außenlage, die an der Decklage befestigt ist, umfassen, wobei der absorbierende Kern dazwischen angeordnet ist. Solche absorbierenden Elemente können auch unabhängig als ein Endnutzungsprodukt verwendet werden, wie ein Tissue, Tuch oder Wischprodukt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen zusammenpasst, welche die vorliegende Erfindung besonders heraus stellen und deutlich beanspruchen, wird davon ausgegangen, dass die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden wird, in welchen gleich Bezugszeichen ähnliche Elemente identifizieren und in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführungsform eines absorbierenden Artikels in Form eines Katamneseprodukts ist, welches ein fluidabsorbierendes Element gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
2 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführungsform eines absorbierenden Artikels in Form einer Windel ist, welche ein fluidabsorbierendes Element gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
3 eine vergrößerte, hervor gehobene Schnittansicht eines fluidabsorbierenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung können in Einwegprodukten verwendet werden, welche in der Lage sind, signifikante Mengen von Körperfluiden, wie Urin, Transpiration, Menstruationsfluide und Wasser in Körperausscheidungen sowie andere Fluide oder verschiedene Zusammensetzungen zu absorbieren. Solche Artikel können in Form von Einwegwindeln, Katamnesepads, Erwachsenen-Inkontinenzeinlagen, Tampons und Wegwerftücher und Wischtücher und dergleichen hergestellt werden. Zusätzlich dazu, dass sie als eine Komponente in Einwegartikeln und -produkten verwendet werden können, können absorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung alleine verwendet werden, so dass sie ein Endnutzungsprodukt bilden, wie ein Tissue, Tuch oder Wischtuchprodukt (kollektiv bezeichnet als Tissue/Tuch-Produkt) oder in Kombination mit verschiedenen anderen Elementen oder Komponenten als Teil einer breiten Vielzahl von weiteren Produkten.
Die absorbierenden Artikel umfassen hier im Allgemeinen drei grundlegende strukturelle Komponenten. Eine solche Komponente ist eine im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Außenlage. Auf der Oberseite dieser Außenlage ist ein absorbierender Kern angeordnet, welcher selbst ein oder mehrere diskrete Schichten umfassen kann und welcher ein superabsorbierendes Material in ein oder mehreren der Schichten enthalten kann. Auf der Oberseite dieses absorbierenden Kerns und verbunden mit der Außenlage ist eine fluiddurchlässige Decklage. Die Decklage ist das Element des Artikels, welches am nächsten zur Haut des Trägers angeordnet ist. Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, in welcher die Decklage direkt mit der Außenlage verbunden ist, indem die Decklage direkt an der Außenlage um die Kontur des absorbierenden Kerns herum befestigt ist, und Konfigurationen, durch welche die Decklage indirekt mit der Außenlage verbunden ist, indem die Decklage an Zwischenelementen befestigt ist, welche wiederum an der Außenlage befestigt sind. Vorzugsweise sind die Decklage und die Außenlage direkt an dem Umfang des absorbierenden Artikels durch ein Haftmittel und durch andere Anbringungsmittel verbunden, die im Stand der Technik bekannt sind. Die Decklage kann auch an den absorbierenden Kern angehaftet werden.
Eine bevorzugte Einwegwindel oder Katamnesepad umfasst für den Zweck dieser Erfindung einen absorbierenden Kern; eine Decklage, die über einer Fläche des Kerns angeordnet ist und mit dieser gleicherstreckend ist, und eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage, die über der Fläche des Kerns angeordnet oder mit dieser gleicherstreckend ist, die der Fläche gegenüber liegt, welche durch die Decklage abgedeckt ist. Sowohl die Außenlage als auch die Decklage haben äußerst bevorzugt eine Breite und eine Länge, die größer ist als diejenige des Kerns, wodurch kleine Randbereiche der Außenlage und der Decklage bereit gestellt werden, welche sich über den Kern hinaus erstrecken. Häufig werden die Außenlage und die Decklage in diesen Seitenrandbereichen miteinander verscheißt. Das Produkt ist vorzugsweise in einer geformten Konfiguration so konstruiert, dass es, aber nicht begrenzt darauf, eine Sanduhrform hat.
Ein absorbierender Kern oder eine absorbierende Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst oder enthält ein fluidabsorbierendes Element, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Für die Zwecke dieser Erfindung sollte es aber klar sein, dass der Ausdruck "obere" sich auf die Oberfläche oder einen Teil des absorbierenden Kerns bezieht, welcher der Artikel-Decklage am nächsten ist und dieser zugewandt ist; umgekehrt bezieht sich der Ausdruck "untere" auf die Oberfläche oder den Bereich des absorbierenden Kerns, welcher der Artikel-Außenlage am nächsten liegt und dieser zugewandt ist.
Es sei angemerkt, dass die verschiedenen Elemente oder Strukturen der absorbierenden Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen von planarer Natur sein können oder nicht und in einer beliebigen gewünschten Konfiguration geformt oder profiliert sein können.
Wie hier verwendet, wird der Ausdruck "Lage" (so verstanden, dass dieser "Lagen" und "gelagert" umfasst) dazu verwendet, diskrete, identifizierbare oder flächenartige oder bahnartige Komponenten der absorbierenden Struktur zu bezeichnen, welche zueinander gelöst und relativ bewegbar bleiben oder gebunden oder verbunden sein können, um so dauerhaft einander zugeordnet zu bleiben. Jede "Lage" kann selbst ein Laminat oder eine Kombination aus mehreren Flächengebilden oder Bahnen ähnlicher oder unterschiedlicher Zusammensetzungen umfassen.
Der Ausdruck "Schicht" und seine Mehrzahl "Schichten" andererseits werden hier verwendet, um damit ein Überlagern oder übereinander Anordnen von Regionen innerhalb einer gegebenen Lage oder Struktur zu bezeichnen, welche identifizierbare diverse Zusammensetzungen, Dichten oder andere Materialeigenschaften haben, derart, dass die Lage oder Struktur von einer Oberfläche zur anderen Oberfläche nicht homogen ist.
Absorbierende Strukturen gemäß der vorliegenden Erfindung können mehr als eine Lage oder Struktur mit den Eigenschaften und Kennzeichen haben, die hier dem "fluidabsorbierenden Element" zugewiesen werden. Solche absorbierenden Strukturen können auch ein oder mehrere Lagen mit unterschiedlichen Zusammensetzungs- und Funktionseigenschaften haben, wie Annahmeschichten und Speicherschichten, um funktionale Attribute bereit zu stellen, welche diejenigen der fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung verbessern und die Gesamtleistung der absorbierenden Struktur verbessern.
Optional kann ein fluiddurchlässiges Flächengebilde (z.B. eine Tissuelage) oder ein Scrim zwischen dem fluidabsorbierenden Element und einer anderen Komponente positioniert sein, um die Integrität des fluidabsorbierenden Elements während der Verarbeitung und/oder Benutzung zu erhöhen. Ein solches Flächengebilde oder Scrim kann nur das gesamte oder einen Teil des fluidabsorbierenden Elements umschließen oder einfach, wie oben beschrieben, positioniert sein, ohne notwendiger weise das fluidabsorbierende Element zu umschließen. Optional kann auch eine Schicht oder Struktur, welche superabsorbierendes Material enthält, mit einem fluiddurchlässigen Flächengebilde umschlossen sein, wie beispielsweise einer Tissuepapierlage, um Wahrnehmungen des Benutzers von losem superabsorbierendem Material zu vermeiden.
I. Geschichtetes multifunktionales fluidabsorbierendes Element.
A. Zusammensetzung eines fluidabsorbierenden Elements.
Die fluidabsorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise drei Grundkomponenten: chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Quellfasern, Fasern mit großem Oberflächenbereich und Bindematerialien. Die Grundkomponenten dieser fluidabsorbierenden Elemente werden jeweils in größerem Detail unten beschrieben.
1. Chemisch versteife/verdrehte Quellfaser.
Die fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung umfassen chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Fasern als Hauptbestandteil. Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "chemisch, versteifte, verdrehte und gewellte Fasern" beliebige Fasern, welche durch chemische Mittel versteift wurden, um die Steifigkeit der Fasern sowohl unter trockenen als auch unter wässrigen Bedingungen zu erhöhen. Solche Mittel umfassen die Zugabe von chemischen Versteifungsmitteln, welche zum Beispiel die Fasern beschichten und/oder imprägnieren. Solche Mittel umfassen auch das Versteifen der Fasern durch Verändern der chemischen Struktur der Fasern selbst, zum Beispiel durch Vernetzen von polymeren Ketten.
Fasern, die durch Vernetzungsbindungen in individualisierter (das heißt, geflockter) Form versteift werden, sind zum Beispiel offenbart in Bernardin, US Patent 3,224,926, veröffentlicht am 21. Dezember 1965; Chung, US Patent 3,440,135, ver öffentlicht am 22. April 1969; Chatterjee, US Patent 3,932,209, veröffentlicht am 13. Januar 1976 und Sangenis et al., US Patent 4,035,147, veröffentlicht am 21. Juli 1977. Bevorzugtere Fasern sind offenbart in Dean et al., US Patent 4,822,453, veröffentlicht am 18. April 1989, Dean et al., US Patent 4,888,093, veröffentlicht am 19. Dezember 1989 und Moore et al., US Patent 4,898,642, veröffentlicht am 06. Februar 1990.
Ohne durch Theorie gebunden sein zu wollen, sind dieser versteiften Fasern zusätzlich dazu, dass sie hydrophil sind, vorzugsweise im Wesentlichen "verhornt". Auf diese Weise quellen die Zellwände vorzugsweise nicht und halten das Lückenvolumen innerhalb des Netzwerkes, wenn dieses benetzt ist. Chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Zellulosefasern liefern eine Permeabilität, Flexibilität und eine erhöhte Hydrophilizität. Da die hier besprochenen feinen Fasern so klein und höchst anpassbar sind, sind chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Zellulosefasern mit ihrer versteiften Verdrehung/Wellung eines der wenigen Materialien, welches keine Interfaser-Lückenräume aufweist, die mit feinen Fasern gefüllt sind. Diese Fähigkeit, eine offene Kapillarstruktur beizubehalten, liefert sowohl einen Loft als auch eine Permeabilität sowie eine Lückenvolumenkapazität.
Für beispielhafte Zwecke umfassen weitere polymere Versteifungsmittel, welche Zellulosefasern beschichten oder imprägnieren können: kationisch modifizierte Stärke mit Stickstoff enthaltenden Gruppen (z.B. Aminogruppen), wie solche, die erhältlich sind von National Starch and Chemical Corp., Bridgewater, NJ, USA; Latex; nassfeste Harze, wie Polyamid-Epichlorhydrinharz (z.B. Kymene^TM 557H, Hercules, Inc., Wilmington, Delaware, USA), Polyacrylamidharz (beschrieben zum Beispiel in US Patent 3,556,932, veröffentlicht am 19. Januar 1971 für Coscia et al.; auch zum Beispiel die im Handel erhältlichen Polyacrylamidadditive, vermarktet durch Cytec Industries, West Patterson, NJ, USA, unter dem Markennamen Parez^TM); Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze und Polyethyleniminharze. Eine allgemeine Beschreibung nassfester Harze, die in der Papiertechnik verwendet werden und hier allgemein anwendbar sind, sind zu finden in TAPPI- Monograph Serien Nr. 29, "Wet Strength in Paper and Paperboard", Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965).
Die Fasern, die hier den fluidabsorbierenden Elementen verwendet werden, sind vorzugsweise versteift mit Hilfe einer chemischen Reaktion. Zum Beispiel können Vernetzungsmittel auf die Fasern aufgebracht werden, welche nach der Aufbringung dazu veranlasst werden, Intrafaser-Vernetzungsbindungen chemisch zu bilden. Diese Vernetzungsbindungen können die Steifigkeit der Fasern erhöhen. Während die Verwendung von Intrafaser-Vernetzungsbindungen, um die Fasern chemisch zu versteifen, vorgezogen wird, ist damit nicht gemeint, andere Typen von Reaktionen zum chemischen Versteifen der Fasern auszuschließen, wie beispielsweise ein Vernetzen durch radikale oder enzymatische Mittel.
In den bevorzugteren versteiften Fasern umfasst die chemische Verarbeitung eine Intrafaser-Vernetzung mit Vernetzungsmitteln, während solche Fasern sich in einem relativ dehydrierten, defibrillierten (das heißt, individualisierten), verdrehten, gekräuselten Zustand befinden. Geeignete chemische Versteifungsmittel umfassen monomere Vernetzungsmittel, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, C₂-C₈ Dialdehyde und C₂-C₈ Monoaldehyde mit einer Säurefunktionalität können verwendet werden, um eine Vernetzungslösung zu bilden. Diese Verbindungen sind in der Lage, wenn wenigstens zwei Hydroxylgruppen in einer einzigen Zellulosekette oder an beieinander liegenden Zelluloseketten in einer einzigen Faser zu reagieren. Solche Vernetzungsmittel, die für die Verwendung beim Präparieren der versteiften Zellulosefasern in Betracht kommen, umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, Glutaraldehyd, Glyoxal, Formaldehyd und Glyoxylsäure. Weitere geeignete Versteifungsmittel sind Polycarboxylate, wie Zitronensäure. Die Polycarboxylat-Versteifungsmittel und ein Verfahren zum Herstellen versteifter Fasern aus diesen sind beschrieben in US Patent Nr. 5,190,563. Der Effekt der Vernetzung unter diesen Bedingungen besteht darin, Fasern zu bilden, welche versteift sind und welche dazu neigen, ihre verdrehte, gekräuselte Konfiguration während der Verwendung in den hier vorliegenden absorbierenden Artikeln zurückbehalten. Solche Fasern und Verfahren zum Herstellen derselben sind beschrieben in den oben aufgenommenen Patenten.
Die hier vorliegenden versteiften Zellulosefasern mit den hier vorher ausgeführten bevorzugten physikalischen und leistungsmäßigen Eigenschaften können präpariert werden, indem solche Fasern in relativ dehydrierter Form innerlich vernetzt werden, und zwar während oder nachdem solche Fasern getrocknet und defibriert (das heißt, "geflockt") worden sind, wie dies beschrieben ist in US Patent 4,898,642. Es ist damit jedoch nicht gemeint, andere hydrophile, chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Fasern aus dieser Erfindung notwendigerweise auszuschließen, solche weiteren Fasern sind beschrieben in (aber nicht beschränkt darauf) den vorher aufgenommenen US Patenten 3,224,926, 3,440,135, 4,035,147 und 3,932,209. Weitere nicht chemische Mittel zum Bereitstellen versteifter, verdrehter und gekräuselter Zellulosefasern kommen auch in Betracht als im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung liegend, wie beispielsweise eine mechanische Behandlung zur hohen Konsistenz (im Allgemeinen größer als etwa 30%) mit und ohne einer Alkalinbehandlung (z.B. Frotapulping und/oder Refining, etc.). Solche Verfahren sind beschrieben in größerem Detail in den US Patenten Nrn. 4,976,819 und 5,244,541.
2. Fasern mit großem Oberflächenbereich
Fluidabsorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung nutzen eine Faser mit großem Oberflächenbereich, um dem fluidabsorbierenden Element einen Kapillardruck (oder eine Saugkraft) zu verleihen. Diese Fasern mit großem Oberflächenbereich sind im Allgemeinen klein und höchst anpassbar. Sie versehen das Substrat mit einem Kapillardruck, gut über dem Kapillardruck, der in Volumen bereit stellenden, chemisch versteiften, verdrehten und gekräuselten Fasern (unverfeinerten) alleine zu finden ist.
Eine gegenwärtig bevorzugte Faser für diese Anwendung in Bezug auf einen großen Oberflächenbereich ist die Eukalyptus-Familie der Holzzellstofffasern. Eukalyptus liefert erwünschte Kapillardruckeigenschaften in Kombination mit dem chemisch versteiften, verdrehten und gewellten Fasern und wird nicht ohne weiteres durch das Formungssieb hindurch gelangen, wie dies eine signifikante Menge von Zellulose-Feinstoffen machen, die unten beschrieben werden. Besonders geeignete Eukalyptusfasern umfassen solche der Spezies Eukalyptus grandis.
Weitere Fasern, die einen großen Oberflächenbereich erzeugen und für die Hinzugabe zu den versteiften Zellulosefasern vor einer Formation der nassen Bahn aus einem Zellstoffbrei geeignet sind, umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, eine Vielzahl von zellulosehaltigen und synthetischen Fasermaterialien, wie solche, die offenbart sind in US Patent Nr. 5,217,445. Solche Materialien umfassen nicht versteifte Zellulosefasern (das heißt, herkömmliche Zellulose-Zellstofffasern), stark raffinierte, versteifte und nicht versteifte zellulosehaltige Fasern (vorzugsweise mit einer Canadian Standard Freeness (CSF) von weniger als etwa 200 CSF, ganz bevorzugt von etwa 40 CSF bis etwa 100 CSF), die hier als "Grill" bezeichnet wird, und ein Zellulosematerial mit großem Oberflächenbereich, wie expandierte Zellulosefasern (nachfolgend beschrieben). Die Zellulose mit großem Oberflächenbereich wird mit den versteiften Fasern im Brei gut vermischt, und der Brei wird, wie oben beschrieben, nass gelegt. Ein Mischer, ein Repulper, ein Entflocker, ein Valley Beater, ein Refiner (z.B. ein Einkegel- oder Doppelscheiben-Refiner) oder eine andere Einrichtung, die im Stand der Technik bekannt ist, können verwendet werden, um die versteiften Fasern und die Zellulose mit großem Oberflächenbereich zu mischen und zu entklumpen oder zu verfeinern.
Die Zellulose mit großem Oberflächenbereich kann auch aus zellulosehaltigen Fasern hergestellt werden, indem eine Flüssigkeitssuspension aus Zellulosefasern durch eine Öffnung mit kleinem Durchmesser hindurch geführt wird, in welcher die Suspension einen Druckabfall von wenigstens 20 MPa (3000 psi) und einer Scherwirkung bei hoher Geschwindigkeit ausgesetzt wird, gefolgt von einer starken Geschwindigkeitsabnahme. Der Durchgang der Suspension durch die Öffnung wird wiederholt, bis eine im Wesentlichen stabile Suspension erhalten wird, siehe US Patent 4,483,743.
3. Bindemittel.
Relativ zu herkömmlichen nicht versteiften Zellulosefasern bilden die vernetzten, verdrehten, versteiften Fasern in Kombination mit den oben beschriebenen Fasern mit großem Oberflächenbereich Flächengebilde mit geringer Festigkeit, insbesondere in einem nassen Zustand. Deshalb wird, um die Verarbeitung zu erleichtern und produktspezifische mechanische Eigenschaften sowohl im nassen als auch im trockenen Zustand bereit zu stellen, ein Bindemittel vorzugsweise integriert in die Bahn oder auf die Bahn eingebaut. Dies kann erfolgen, indem das Bindemittel dem Zellstoff vor der Bahnformation hinzu gegeben wird, indem das Bindemittel einer nassgelegten Bahn nach Abscheidung auf dem Formungssieb aufgebracht wird und vor einer Trocknung, nach einer Trocknung oder in Kombination damit.
Fluidabsorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung schwächen diese Probleme durch die Integration eines chemischen Bindeadditivs und/oder einer thermisch gebundenen polymeren Mikrobahn in das Material. Diese Mikrobahn wird durch die polymeren Bindefasern gebildet (wie beispielsweise eine Copolyolefin-Bikomponentfaser von Hoechst-Celanese und dergleichen), die an den Faserschnittstellen eine starke Bindung erzeugen. Diese Bindemechanismen kontrollieren die Nass/Fest-Zugfestigkeit, Flexibilität und die Elastizität signifikant und erlauben eine extensive mechanische Weichmachung (Ringrollen (das heißt, Hindurchführen durch korrugierte Walzen), ein Kreppen, Mikrokreppen, S-Wickeln, etc.), während gleichzeitig eine akzeptable Nass/Trocken-Zugfestigkeit und Elastizität beibehalten wird.
In absorbierenden Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung, welche Mikrobahnen nutzen, liefert das thermoplastische Bindematerial Bindungsstellen an Schnittstellen der Bindefasern mit entweder anderen Bindefasern, chemisch ver steiften, verdrehten und gekräuselten Zellulosefasern oder Fasern mit großen Oberflächen. Solche thermisch gebundenen Bahnen können im Allgemeinen so hergestellt werden, dass eine Bahn mit den versteiften Zellulosefasern und thermoplastischen Fasern gebildet wird, welche vorzugsweise überall gleichmäßig verteilt ist. Das thermoplastische Fasermaterial kann mit den versteiften Zellulosefasern und feinen Fasern in dem wässrigen Brei vor der Bahnformation vermischt werden. Einmal gebildet, wird die Bahn thermisch gebunden, indem die Bahn erhitzt wird, bis der thermoplastische Anteil der Fasern schmilzt. Spezifische, nicht beschränkende Beispiele geeigneter Fasermaterialien umfassen heiß schmelzende Polyesterfasern (KODEL 410), Bikomponentfasern (wie diejenige, die im Handel erhältlich ist unter dem Markennamen CELBOND^® von Hoechst Celanese Corporation unter der Bezeichnung T106), Trikomponentfasern, Mischungen davon und dergleichen.
Zusätzlich wird eine gecrimpte, auf einem Polymer basierende Bindefaser zu einem zusätzlichen Volumen der Bahn beitragen. Eine auf einem Polymer basierende Bindefaser der gecrimpten Varietät, welche als sich für Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet heraus gestellt hat, ist die Copolyolefin-Bikomponentfaser von Hoechst-Celanese, erhältlich unter dem Markennamen CELBOND^® von Hoechst Celanese Corporation, wie diejenige, die bezeichnet wird unter T 255.
Die thermoplastischen Bindematerialien, die für die fluidabsorbierenden Elemente hier nützlich sind, umfassen ein beliebiges heiß schmelzendes Haftmittel, welches bei Temperaturen geschmolzen werden kann, welche die Zellulosefasern nicht übermäßig beschädigen. Vorzugsweise wird der Schmelzpunkt des thermoplastischen Bindematerials geringer als etwa (175°C) sein, vorzugsweise zwischen etwa 75°C und etwa 175°C. In jedem Falle sollte der Schmelzpunkt nicht niedriger sein als die Temperaturen, bei welchen die Artikel dieser Erfindung wahrscheinlich gelagert werden, wobei der Schmelzpunkt typischerweise nicht geringer als etwa 50°C sein wird.
Das thermoplastische Bindematerial kann zum Beispiel ein Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid sein.
Vorzugsweise werden die thermoplastischen Fasern ein wässriges Fluid nicht signifikant einsaugen oder absorbieren, sofern nicht die Struktur als ein Speichermaterial verwendet wird. Die Oberfläche des thermoplastischen Materials kann jedoch hydrophil oder hydrophob sein. (Wie hier verwendet, sollen die Ausdrücke "hydrophil" und "hydrophob" das Maß bezeichnen, in welchem die Oberflächen von Wasser benetzt werden.)
Thermoplastische Fasern für die hier vorliegende Verwendung können in der Größenordnung von etwa 0,1 cm bis etwa 12 cm lang sein, vorzugsweise von etwa 0,3 cm bis etwa 3,0 cm.
Die thermoplastische Faser wird vorzugsweise durch Verfahren geschmolzen, die im Stand der Technik bekannt sind, wie beispielsweise durch Infrarotlicht, bei einer Dampftrommeltrocknung, Durchlufttrocknung, Yankee-Trocknung, etc. In einer weiteren Variation wird die Bahn Wärme ausgesetzt, die auf eine oder auf beide Flächen der Bahn auftrifft. Diese Technik wird in weiterem Detail beschrieben in US Patent 4,590,114.
Wie vorher besprochen wurde, können Scrims, wie Tissueflächengebilde und andere wasserdurchlässige Vliesstofflagen, als äußere Abstützung zusätzlich zu oder anstelle der oben beschriebenen Bindemittel verwendet werden.
Fluidabsorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen vorzugsweise zusätzlich zu den obigen thermoplastischen Bindematerialien ein chemisches Additiv-Bindemittel zum Erhöhend der physikalischen Integrität des absorbierenden Elements und/oder zum Erleichtern einer Verarbeitung von Bahnen, insbesondere nassgelegter Bahnen, wie beispielsweise harzartige Binder, Latex und Stärke, die im Stand der Technik zum Bereitstellen einer erhöhten Integrität für Fa serbahnen bekannt sind. Geeignete Harzbinder umfassen solche, welche für ihre Fähigkeit bekannt sind, in Papierstrukturen eine Nassfestigkeit, Trockenfestigkeit oder Nass- und Trockenfestigkeit bereit zu stellen, wie dies zu finden in im TAPPI Monograph Reihen Nr. 29, Wet Strength in Paper and Paperboard, Technical Association of the Pulp and Paper Industry (New York, 1965). Geeignete Harze umfassen Polyamid-Epichlorhydrin- und Polyacrylamid-Glyoxalharze. Weitere Harze, die in dieser Erfindung Verwendung finden, sind Ureaformaldehyd- und Melaminformaldehydharze. Die gebräuchlicheren funktionalen Gruppen dieser polyfunktionalen Harze sind Stickstoff enthaltende Gruppen, wie Aminogruppen und Methylgruppen, die an Stickstoff angehängt sind. Polyethyleniminharze können auch Anwendung in der vorliegenden Erfindung finden. Ein gegenwärtig bevorzugtes chemisches Additiv-Bindemittel ist das im Handel erhältliche Polyacrylamid-Glyoxalharz, vermarktet durch Cytec Industries, West Patterson, NJ, USA, unter dem Markennamen Parez^TM 631 NC:
Stärken, insbesondere kationische, modifizierte Stärken, können auch Anwendung als chemische Additive in der vorliegenden Erfindung finden. Solche kationischen Stärkematerialien, die im Allgemeinen mit Stickstoff enthaltenden Gruppen, wie Aminogruppen und Methylgruppen, die an Stickstoff angehängt sind, modifiziert werden, können erhalten werden von National Starch and Chemical Corporation, mit Sitz in Bridgewater, New Jersey. Weitere geeignete Binder umfassen, sind aber beschränkt darauf, Polyacrylsäure, Polyvinylalkohol, und Polyvinylacetat.
Der Anteil der chemischen Additivbinder, welche hinzu gegeben werden, wird typischerweise von etwa 0% bis etwa 5% auf Gesamtgewichtsbasis betragen. Chemische Additivbinder, welche hydrophil sind, können jedoch in größeren Mengen verwendet werden. Falls die chemischen Binderadditiven zu den versteiften Fasern in einem wässrigen Brei hinzu gegeben werden, sind herkömmliche nicht versteifte Zellulosefasern oder Zellulose mit großem Oberflächenbereich vorzugsweise auch vorhanden, um eine Retention des chemischen Additivbinders zu verbessern. Chemische Additivbinder können auf die getrockneten oder ungetrockneten Bahnen durch Drucken, Besprühen oder andere Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, aufgebracht werden.
B. Struktur eines absorbierenden Elements.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Komponentmaterialien der absorbierenden Elemente, wie sie oben beschrieben wurden, in einem geschichteten, multifunktionalen fluidabsorbierenden Element kombiniert, in welchem die Schichten vorzugsweise parallel gebildet werden. Die vorliegende Erfindung liefert deshalb Strukturen, in welchen die Eigenschaften der Schichten so gestaltet werden können, dass sie zu besonderen Anwendungen passen, und zwar indem unterschiedliche Zusammensetzungen der Schichten verwendet werden, um eine spezifische Funktionalität zu erhalten.
Demgemäß kann es in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung wünschenswert sein, Gradienten in einer gegebenen Richtung oder in Richtungen innerhalb des Elements zu etablieren und/oder identifizierbare Schichten innerhalb eines solchen Elements bereit zu stellen, um so Regionen unterschiedlicher Dichte, Flächenmasse, Zusammensetzung, Hydrophilizität oder andere Eigenschaften zu schaffen, um eine spezielle Anwendung zu erfüllen.
Insbesondere bei Verwendung als Komponente in einem absorbierenden Artikel ist erwünscht, ein vorgespanntes absorbierendes Element zu haben, in welchem eine Oberfläche in der Lage ist, ein Fluid mit minimaler Dispersion schnell anzunehmen, während die andere Oberfläche in der Lage ist, ein Fluid mit weniger Annahmefähigkeit schnell zu dispergieren. Wenn es in einem absorbierenden Artikel derart ausgerichtet ist, dass die "Annahmeseite" zum Träger orientiert ist und die "Verteilungsseite" vom Träger weg orientiert ist, wird eine "Unten-Und-Weg"-Funktionalität bereit gestellt, bei welcher das Fluid schnell in das Element mit minimaler Dispersion auf der trägerseitigen Seite angenommen wird und schnell durch den unteren Teil des absorbierenden Elements auf der wäscheseitigen Seite des Elements verteilt wird. Diese Funktionalität liefert einen sauberen und trockenen optischen und taktilen Eindruck des absorbierenden Elements und somit des absorbierenden Artikels, während die Absorptionskapazität der Regionen des absorbierenden Artikels, die vom Träger abgewandt sind, wirksam genutzt werden.
Obwohl sequentielle separate Schichten von absorbierenden Materialien gewählt und verwendet werden könnten, um eine ähnliche Funktionalität zu liefern, wird gegenseitig in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bevorzugt, "Schichten" unterschiedlicher Zusammensetzung und/oder mit anderen Materialeigenschaften in Form einzelner Schichten in einem geschichteten einheitlichen absorbierenden Element parallel zu bilden. Das parallele Ausbilden einzelner Schichten liefert eine kapillare Kontinuität zwischen den Schichten, und zwar aufgrund der Verhedderung ineinander und untereinander der Fasern zwischen jeweiligen Schichten und der Fähigkeit der ungebundenen, unfixierten Fasern an den Zwischenschichtgrenzen, miteinander ausgerichtet und ineinander greifend angeordnet zu sein, bevor das gesamte absorbierende Element gebunden und/oder ausgehärtet wird, um die fertige Bahnstruktur zu erzeugen.
Um die oben beschriebene Funktionalität bereit zu stellen, werden Zusammensetzungen für die Schichten vorzugsweise aus den bevorzugten Kompositionsbereichen ausgewählt, die oben besprochen wurden, derart, dass jede Schicht dem gesamten resultierenden absorbierenden Element eine strukturelle Integrität verleiht. Zusammensetzungen werden ferner vorzugsweise derart ausgewählt, dass die erste bzw. Annahmeseite des absorbierenden Elements vergleichsweise frei von kleinen Fasern mit großem Oberflächenbereich ist, was gute Verteilungs- und Speichereigenschaften liefert, aber weniger als die optimalen Annahmeeigenschaften, und derart, dass die zweite oder Verteilungsseite des absorbierenden Elements einen vergleichsweise höheren Anteil solcher kleinen Fasern mit großem Oberflächenbereich hat, so dass bessere Verteilungseigenschaften bereit gestellt werden.
Demgemäß sind die gegenwärtigen Zusammensetzungen der jeweiligen Schichten wird folgt. Die erste oder Annahmeschicht umfasst: zwischen etwa 50% und etwa 95%, ganz bevorzugt zwischen etwa 75% und etwa 95% und äußerst bevorzugt etwa 80% chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Zellulosefasern; zwischen etwa 0% und etwa 45%, ganz bevorzugt zwischen etwa 0% und etwa 20% und äußerst bevorzugt etwa 0% Eukalyptusfasern mit großem Oberflächenbereich; zwischen etwa 0% und etwa 50%, ganz bevorzugt zwischen etwa 10% und etwa 50% und äußerst bevorzugt etwa 20% thermoplastische Bindemittel; und zwischen etwa 0% und etwa 5%, ganz bevorzugt zwischen etwa 0% und etwa 2% und äußerst bevorzugt etwa 0% chemisches Bindeadditiv. Die zweite oder Verteilungsschicht umfasst: zwischen etwa 30% und etwa 95%, ganz bevorzugt zwischen etwa 40 und etwa 90% und äußerst bevorzugt etwa 88% chemisch versteifte, verdrehte und gekräuselte Zellulosefasern; zwischen etwa 3% und etwa 70%, ganz bevorzugt zwischen etwa 3% und etwa 50% und äußerst bevorzugt etwa 10% Eukalyptusfasern mit großem Oberflächenbereich; zwischen etwa 0% und etwa 50%, ganz bevorzugt zwischen etwa 0% und etwa 10% und äußerst bevorzugt etwa 0% thermoplastisches Bindemittel; und zwischen etwa 0% und etwa 5%, ganz bevorzugt zwischen etwa 0% und etwa 2% und äußerst bevorzugt etwa 2% chemisches Bindeadditiv.
Beispielsweise umfassen zwei fluidabsorbierende Elemente, die für die hier beschriebenen Anwendung als geeignet scheinen: eine obere Schicht mit etwa 80% chemisch versteiften, verdrehten und gewellten Zellulosefasern und etwa 20% thermoplastischen Bikomponentfasern; und eine untere Schicht von entweder etwa 49% chemisch versteiften, verdrehten und gewellten Zellulosefasern, etwa 49% Eukalyptusfasern mit großem Oberflächenbereich und etwa 2% chemischem Bindeadditiv oder etwa 78% chemisch versteiften, verdrehten, und gewellten Zellulosefasern, etwa 20% Eukalyptusfasern mit großem Oberflächenbereich und etwa 2% chemischem Bindeadditiv.
Die Funktionalität der fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung kann so gestaltet werden, dass diese zusammen mit den anderen Komponenten des absorbierenden Artikel (wo anwendbar) wirkt oder an eine spezielle Nutzung oder Anwendung angepasst ist. Anders ausgedrückt, sind die fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung trifunktional, das heißt, sie können eine Annahme-, Verteilungs- und/oder Speicherleistung bereit stellen, je nachdem wie das in Abhängigkeit von der ausgewählten Zusammensetzung und der Weise, in welcher die Rohmaterialien während der Präparierung und Formation des absorbierenden Elements verarbeitet wurden, gewünscht ist. Ein speziell höchst nützliches Mittel zum Gestalten der Leistungsfähigkeit der fluidabsorbierenden Elemente besteht darin, die Menge des Raffinierens der Fasern während der Vorratspräparierung der Bestandteilsfasern zu kontrollieren, und zwar je vergleichsweise kleineren Mengen von Refiner produzierenden Materialien und desto größeren Annahmeeigenschaften, vergleichsweise größeren Anteilen von Refiner produzierenden Materialien und desto größeren Verteilung/Speicherungs-Eigenschaften.
Wenigstens eine zusätzliche Schicht ist zwischen der oben beschriebenen ersten und zweiten Schicht oder auf diesen angeordnet, wobei die zusätzliche Schicht zusammensetzungsmäßig unterschiedlich ist von der ersten und der zweiten Schicht und eine Zusammensetzung hat, die zwischen den Zusammensetzungen der ersten und zweiten Schicht liegt.
Zusätzlich zu mehreren Schichten des hier oben beschriebenen Typs kann es wünschenswert sein, ein oder mehrere Schichten auf einem Substrat oder Scrim zu bilden, welche ein einstückiges Teil des absorbierenden Element wird. Ein solches Substrat kann die Form eines Vliesstoffes, eines Gewebes (das heißt, eines Textilstoffes) oder einer Folie, insbesondere ein mit Öffnungen versehener Film, annehmen. Wenn die Schicht oder die Schichten auf ein solches Substrat abgelegt werden, während sie noch einen hohen Wassergehalt enthalten, gelangen kleine Mengen der Fasern der Schichten durch die Öffnungen oder Poren in das Scrim und befestigen das absorbierende Element an dem Scrim durch ein Phänomen, das im Stand der Technik als "Stapelung" bezeichnet wird. Ein solcher Formationsprozess ist beschrieben im allgemein übertragenen US Patent Nr. 5,334,176. Jedes geeignete Substrat oder Scrimmaterial kann verwendet werden, wobei solche mit vorherrschendem, wenn nicht sogar ausschließlichem synthetischen Ursprung eine zusätzliche strukturelle Integrität verleihen, was für einige Anwendungen erwünscht sein kann.
C. Formationsprozess für absorbierendes Element.
Die Bestandteilskomponenten der fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung können miteinander vermengt werden und durch eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich Nasslegeverfahren, Luftlegeverfahren, Kardier- und andere Verfahren, in Bahnen geformt werden, von welchen die Nasslegeverfahren besonders bevorzugt werden.
Techniken zum Nasslegen von zellulosehaltigem Fasermaterial, um Flächengebilde zu formen, wie Trockenvlies und Papier, sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Diese Techniken sind im Allgemeinen anwendbar auf das Nasslegen der versteiften Fasern, um nassgelegte Flächengebilde zu bilden, die in den absorbierenden Strukturen dieser Erfindung nützlich sind. Geeignete Nasslegetechniken umfassen ein Handschöpfen und ein Nasslegen unter Verwendung von Papiermaschinen, wie dies offenbart ist zum Beispiel durch L. H. Sanford et al. in US Patent 3,301746. Aufgrund des Verhaltens chemisch versteifter, verdrehter und gekräuselter Fasern, insbesondere ihrer Neigung, in wässrigen Breien auszuflocken, werden bestimmte Verarbeitungsmodifikationen, die nachfolgend beschrieben werden, vorzugsweise eingebaut, wenn ein Nasslegevorgang mit Papiermachermaschinen durchgeführt wird.
Im Allgemeinen können nassgelegte Bahnen hergestellt werden, indem ein wässriger Brei aus Fasern auf einem foraminösen Formungssieb abgeschieden wird, der nassgelegte Brei entwässert wird, um eine nasse Bahn zu bilden und die nasse Bahn getrocknet wird. Vorzugsweise werden die wässrigen Breie aus Fasern zum Nasslegen eine Faserkonsistenz von zwischen etwa 0,02% und etwa 2,0%, vorzugsweise zwischen etwa 0,02% und etwa 0,2% auf der gesamten Brei-Gewichtsbasis haben. Eine Abscheidung des Breies wird typischerweise herbei geführt unter Verwendung einer Vorrichtung, die im Stand der Technik als Stoffauflaufkasten bekannt ist. Der Stoffauflaufkasten hat eine Öffnung, die als ein Schlitz bekannt ist, um den wässrigen Brei aus Fasern auf dem foraminösen Formungssieb abzugeben. Das Formungssieb kann eine Konstruktion und eine Maschengröße haben, die für ein Trockenvlies und für eine andere Papiermacherbehandlung verwendet wird. Herkömmliche Gestaltungen von Stoffauflaufkästen, die im Stand der Technik für ein Trockenvlies und für eine Tissuelagenformation bekannt ist, können verwendet werden. Geeignete im Handel erhältliche Stoffauflaufkästen umfassen zum Beispiel offene, mit Fixierhaube versehene, ein Doppelsiebblatt aufweisende, schräg verlaufende Drähte aufweisende und eine Trommel bildende Stoffauflaufkästen. Das parallele Ausbilden der Bestandteilsschichten der absorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung kann durch Techniken herbei geführt werden, die im Stand der Technik bekannt sind als Mehrschlitzschicht-Stoffauflaufkästen oder Multi-Stoffauflaufkästenmaschinen. Die Schichten können sequentiell oder gleichzeitig auf das Formungssieb abgelegt werden, je nach Verfügbarkeit der Einrichtung und der Stoffeigenschaften, etc.
Einmal gebildet, wird die nasse Bahn entwässert und getrocknet. Das Entwässern kann mit Folien, Saugkästen oder anderen Vakuumeinrichtungen oder durch Gravitationsfluss durchgeführt werden. Typischerweise erhöht das Entwässern die Faserkonsistenz von zwischen etwa 8% und etwa 30% auf der gesamten nassen Bahn-Gewichtsbasis, vorzugsweise zwischen etwa 8% und etwa 23%. Das Entwässern auf Konsistenzen über etwa 23% kann ein Nasspressen erfordern und wird weniger bevorzugt. Nach dem Entwässern kann die Bahn von dem Formungssieb zu einem trockenen Gewebe übertragen werden, dies ist aber nicht notwendig, welches die Bahn zu den Trocknungsvorrichtungen transportiert.
Das Trocknen der nassen Bahn kann unter Verwendung zahlreicher Techniken herbei geführt werden, die im Stand der Technik bekannt sind. Wenn thermoplastische Bindematerialien in der Bahn enthalten sind, ist es besonders wichtig, dass die Bahn durchgehend und gleichförmig bei einer Temperatur getrocknet wird, welche das thermoplastische Bindematerial auf andere Fasermaterialien schmilzt, aber nicht so hoch, dass das thermoplastische Bindematerial dazu veranlasst wird, in das Lückenvolumen des Netzwerks zu fließen und die hydrophile Behandlung (falls anwendbar) auf den thermoplastischen Fasern zu verschlechtern. Das Trocknen kann zum Beispiel auf dem Wege eines thermischen Durchblastrockners, eines thermischen Luftaufpralltrockners und erhitzter Trommeltrockner, einschließlich Yankee-Trockner, herbei geführt werden. Die nassgelegten Bahnen werden vorzugsweise zur Fertigstellung getrocknet (im Allgemeinen auf Faserkonsistenzen zwischen etwa 95% bis etwa 99%). Die Flexibilität der vollständig getrockneten Bahn wird vorzugsweise erhöht. Geeignete Verfahren zum Erhöhen der Bahnflexibilität würden ein Kreppen der Bahn unter Verwendung eines Yankee-Trockners mit einer Abstreichklinge umfassen oder eine Verwendung von ein oder mehreren mechanischen Techniken, wie ein Ringrollen, Kreppen oder ein Mikrokreppen unter Verwendung von Abstreichklingen oder gegenüber liegenden Walzen, ein S-Wickeln, ein Rollen mit korrugierten Walzen oder andere Techniken, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Das Verfahren zum Erhöhen der Flexibilität oder der Weichheit der Bahn kann als Teil des Bahn-Formationsprozesses oder als ein separater Post-Formationsvorgang herbei geführt werden.
Zusätzlich zu dem bevorzugten Nasslegeverfahren der oben beschriebenen Typen kann es unter gewissen Umständen wünschenswert sein, fluidabsorbierende Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung durch Luftlegen, Kardieren oder andere geeignete Verfahren zu bilden.
II. Optionale zusätzliche Komponenten.
A. Annahmeschicht.
In Abhängigkeit von der Fluidfunktionalität, die in dem fluidabsorbierenden Element der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, kann es wünschenswert sein, eine zusätzliche Annahmefähigkeit bereit zu stellen, indem als eine Komponente der absorbierenden Struktur eine obere Fluidannahmeschicht enthalten ist, welche ein hydrophiles Fasermaterial umfasst, das vollständiger nachfolgend beschrieben wird. Die Fluidannahmeschicht dient dazu, ein ausgeschiedenes Körperfluid schnell zu sammeln und temporär zu halten. Ein Teil des ausgeschiedenen Fluids kann in Abhängigkeit von der Position des Trägers die Annahmeschicht durchdringen und von dem Fluidabsorptionselement im Bereich nahe der Ausscheidung absorbiert werden. Da jedoch das Fluid häufig in Schwällen ausgeschieden wird, kann das fluidabsorbierende Element in einem solchen Bereich nicht das Fluid so schnell absorbieren, wie es ausgeschieden wird. Deshalb erleichtert die obere Annahmeschicht desselben auch den Transport des Fluids vom Punkt des anfänglichen Fluidkontakts zu anderen Teilen der Annahmeschicht. Im Kontext der vorliegenden Erfindung sollte angemerkt sein, dass der Ausdruck "Fluid" Flüssigkeiten, Urin, Menstruationsfluide, Transpiration und auf Wasser basierende Körperfluide umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist.
Die Fluidfunktion der Annahmeschicht ist von besonderer Bedeutung. Die Annahmeschicht muss eine ausreichende kapillare Saugkraft haben, um die Decklage vollständig zu drainieren und noch eine übermäßige Fluidretention zeigen, um es für die unterlagernde Schicht schwer zu machen (das fluidabsorbierende Element), die Annahmeschicht zu desorbieren.
Die Annahmeschicht kann aus mehreren unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein, einschließlich Vliesstoff- oder Gewebebahnen aus synthetischen Fasern, einschließlich Polyester, Polypropylen, oder Polyethylen, natürlichen Fasern, einschließlich Baumwolle oder Zellulose, Mischungen solcher Fasern oder beliebige äquivalenter Materialien oder Kombinationen von Materialien.
Für einige Anwendungen kann es wünschenswert sein, spezielle Formulierungen der absorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Annahmerolle in einer absorbierenden Struktur zu nutzen.
Annahmeschichten oder -elemente können von allgemeiner herkömmlicher Gestaltung und Zusammensetzung sein, ausgewählt im Hinblick auf die spezielle Anwendung. Die Annahmeschicht oder das Annahmeelement kann einschichtig oder mehrschichtig, homogen oder geschichtet, profiliert oder gleichförmig, etc. sein. Materialien, die für die Verwendung in solchen Annahmeschichten geeignet sind, können von natürlichem oder synthetischem Ursprung sein, können gewebt, vliesstoffartig oder faserig, zellular oder teilchenförmig sein und können Teilchen, Schichten oder Regionen von absorbierenden polymeren Geliermaterialien umfassen. Annahmeelemente können auch eine gewünschte Größe oder Form haben, so dass sie für eine spezielle Anwendung geeignet sind, einschließlich quadratisch, rechteckig, oval, elliptisch, länglich etc. Sie können auch eine dreidimensionale Form annehmen oder können im Wesentlichen von planarer Natur sein.
Die Annahmeelemente können eine einzelne, einheitliche, homogene Schicht oder Schichten aus einem solchen Material umfassen. Alternativ können die Annahmeelemente zwei oder mehr Schichten eines solchen Materials umfassen, entweder übereinander angeordnet oder in einer kohäsiven Laminatstruktur ausgebildet. Vorhandene Schichten anderer Materialien, insbesondere in Bahn- oder Faserform, können zwischen solchen Schichten und anderen Komponenten der absorbierenden Struktur angeordnet sein. Zusätzlich kann es selbst innerhalb einer einzelnen Schicht, Bahn oder Struktur wünschenswert sein, identifizierbare Schichten innerhalb eines solchen Elements zu schaffen, um so Regionen unterschiedlicher Dichte, Flächenmasse, Zusammensetzung, Hydrophilizität oder anderer Eigenschaften zu schaffen.
B. Speicherschicht.
In Abhängigkeit von der Fluidfunktionalität, die in dem fluidabsorbierenden Element der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, kann es wünschenswert sein, eine zusätzliche Speicherfähigkeit bereit zu stellen, indem als eine Komponente der absorbierenden Struktur desselben ein oder mehrere zusätzliche Schichten mit primär Fluidspeichereigenschaften enthalten sind. Solche Speicherschichten haben typischerweise, obwohl nicht notwendigerweise, beschränkte Transport- und Saugfähigkeiten, haben aber eine große Speicher- oder Retentionskapazität und sind abhängig vom fluidabsorbierenden Element, das dieses ankommendes Fluid über eine größere Fläche verteilen.
Für einige Anwendungen kann es wünschenswert sein, spezielle Formulierungen der absorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Speicherungs- oder Verteilungs-/Speicherungs-Rolle in einer absorbierenden Struktur zu nutzen.
Speicherschichten oder -elemente können von im Allgemeinen herkömmlicher Gestaltung und Zusammensetzung sein, ausgewählt im Hinblick auf die spezielle Anwendung. Die Speicherschicht oder das Element kann einschichtig oder mehrschichtig, homogen oder geschichtet, profiliert oder gleichförmig, etc. sein. Materialien, die für die Verwendung in solchen Speicherelementen geeignet sind, können von natürlichem oder synthetischem Ursprung sein, können gewebt, vliesstoffartig, faserig, zellular oder teilchenförmig sein und können Teilchen, Schichten oder Regionen von absorbierenden polymeren Geliermaterialien enthalten. Speicherelemente können auch eine beliebige gewünschte Größe oder Form haben, so wie sich das für eine spezielle Anwendung als geeignet erwiesen hat, einschließlich quadratisch, rechtwinklig, oval, elliptisch, länglich etc. Sie können auch eine dreidimensionale Form annehmen und können im Wesentlichen von planarer Natur sein.
Die Speicherelemente können eine einzelne, einheitliche, homogene Schicht oder Schichten aus einem solchen Material umfassen. Alternativ können die Speicherelemente zwei oder mehr Schichten eines solchen Materials entweder übereinander angeordnet oder in einer kohäsiven Laminatstruktur geformt aufweisen. Vorhandene Schichten weiterer Materialien, insbesondere in Bahn- oder Faserform, können zwischen solchen Schichten und anderen Komponenten der absorbierenden Struktur angeordnet sein. Zusätzlich kann es wünschenswert sein, selbst innerhalb einer einzelnen Schicht, Bahn oder Struktur, identifizierbare Schichten innerhalb eines solchen Elements vorzusehen, um so Regionen unterschiedlicher Dichte, Flächenmasse, Zusammensetzung, Hydrophilizität oder anderer Eigenschaften zu schaffen.
III. Beispielhafte absorbierende Artikel.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "absorbierende Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und aufnehmen und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche an oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet sind, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und aufzunehmen. Der Ausdruck "wegwerfbar" wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, die nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wieder hergestellt oder als absorbierende Artikel wieder verwendet zu werden (das heißt, sie sind dazu gedacht, nach einer einmaligen Benutzung weg geworfen und vorzugsweise wieder aufbereitet, kompostiert oder in einer anderen umweltverträglichen Art deponiert zu werden). Ein "einheitlicher" absorbierender Artikel bezieht sich auf absorbierende Artikel, welche aus separaten Teilen gebildet werden, die zu einer Einheit verbunden sind, um eine koordinierte Gesamtheit zu bilden, so dass sei keine separat zu handhabenden Teile, wie separate Halter und ein Pad erfordern.
A. Katamnesepad.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines einheitlichen absorbierenden Einwegartikels der vorliegenden Erfindung ist das Katamnesepad, die Damenbinde 20, die in 1 gezeigt ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Damenbinde" auf einen absorbierenden Artikel, welcher von Frauen angrenzend an die Schamregion getragen wird, im Allgemeinen außerhalb der urogenitalen Region, und welcher dazu gedacht ist, menstruale Fluide und andere vaginale Ausscheidungen vom Körper der Trägerin zu absorbieren und aufzunehmen (z.B. Blut, Menstruationsfluide und Urin). Interlabiale Einrichtungen, welche teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Vestibulums der Trägerin sitzen, liegen auch im Schutzbereich dieser Erfindung. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Scham" auf die äußerlich sichtbaren weiblichen Genitalien. Es sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung auch anwendbar ist auf andere Frauenhygiene- oder Katamnesepads, wie Höscheneinlagen oder andere absorbierende Artikel, wie Inkontinenzpads, Tampons und dergleichen.
1 ist eine Draufsicht der Damenbinde 20 der vorliegenden Erfindung in ihrem flach ausgelegten Zustand, wobei Bereiche der Struktur weg geschnitten sind, um deutlicher den Aufbau der Damenbinde 20 zu zeigen. Der Bereich der Damenbinde 20, welcher der Trägerin zugewandt ist und diese berührt, ist dem Betrachter zugewandt. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Damenbinde 20 vorzugsweise eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage 22, eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage 23, die mit der Decklage 22 verbunden ist und einen absorbierenden Kern 25, der zwischen der Decklage 22 und der Außenlage 23 positioniert ist. Die Damenbinde 20, die in 1 gezeigt ist, ist ein vereinfachter absorbierender Artikel, der eine Damenbinde repräsentieren könnte, bevor dieser auf der Unterwäsche einer Trägerin angeordnet wird. Es sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf den speziellen Typ oder die spezielle Konfiguration von Damenbinde, die in 1 gezeigt ist, beschränkt ist.
Die Damenbinde 20 hat zwei Oberflächen, eine körperberührende Oberfläche oder "körperseitige Oberfläche" und eine wäscheseitige Oberfläche. Die Damenbinde 20 ist in 1 so gezeigt, wie sie mit ihrer körperseitigen Oberfläche zu sehen ist. Die körperseitige Oberfläche ist dazu gedacht, angrenzend an den Körper der Trägerin getragen zu werden, während die wäscheseitige Oberfläche auf der entgegen gesetzten Seite liegt und dazu gedacht ist, angrenzend an die Unterwäsche der Trägerin angeordnet zu sein, wenn die Damenbinde 20 getragen wird. Die Damenbinde 20 hat zwei Mittellinien, eine längs verlaufende Mittellinie "L" und eine quer verlaufende Mittellinie "T". Der Ausdruck "längs verlaufend", wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Linie, Achse oder Richtung in der Ebene der Damenbinde 20, die im Allgemeinen mit (z.B. in etwa parallel zu) einer vertikalen Ebene ausgerichtet ist, welche eine stehende Trägerin in eine linke und eine rechte Körperhälfte teilt, wenn die Damenbinde 20 getragen wird. Die Ausdrücke "quer verlaufend" oder "seitlich", wie hier verwendet, sind untereinander austauschbar und beziehen sich auf eine Linie, Achse oder Richtung, welche in der Ebene der Damenbinde 20 liegt, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung erstreckt. 1 zeigt auch, dass die Damenbinde 20 einen Umfang 30 hat, welcher durch die äußeren Ränder der Damenbinde 20 begrenzt wird, in welchem die Längsränder (oder "Seitenränder") mit 31 bezeichnet sind und die Stirnränder (oder "Enden") mit 32 bezeichnet sind. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Damenbinde 20 symmetrisch in Bezug zu sowohl der längs als auch der quer verlaufenden Mittellinie.
Die Damenbinde 20 umfasst vorzugsweise Seitenklappen oder "Flügel" 34, die um den Schrittbereich des Höschen der Trägerin herum gefaltet sind. Die Seitenklappen 34 können einer Anzahl von Zwecken dienen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, dem Schutz des Höschens der Trägerin gegen eine Beschmutzung und dem Halten der Damenbinde fest am Höschen der Trägerin.
Obwohl die Decklage, die Außenlage und der absorbierende Kern in einer Vielzahl allgemeiner bekannter Konfigurationen zusammengebaut werden können (einschließlich sogenannter "Röhren"-Produkte oder Seitenklappenprodukte), werden bevorzugte Damenbinden-Konfigurationen allgemein beschrieben in US Patent 4,950,264 "Thin, Flexible Sanitary Napkin", veröffentlicht für Osborn am 21. August 1990; US Patent 4,425,130 "Compound Sanitary Napkin", veröffentlicht für DesMarais am 10. Januar 1984; US Patent 4,321,924 "Bordered Disposable Absorbent Article", veröffentlicht für Ahr am 30. März 1982; US Patent 4,589,876 "Shaped Sanitary Napkin With Flaps", veröffentlicht für Van Tilburg am 18. August 1987. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Damenbinde 20, in welcher die Decklage 22 und die Außenlage 23 Längen- und Breitenabmessungen haben, die im Wesentlichen größer sind als diejenigen des absorbierenden Kerns 25. Die Decklage 22 und die Außenlage 23 erstrecken sich über die Ränder des absorbierenden Kerns 25 hinaus, um dadurch nicht nur Bereiche des Umfangs, sondern auch der Seitenklappen zu bilden.
In 1 ist am besten zu sehen, wie die Außenlage 23 und die Decklage 22 angrenzend an der wäscheseitigen Oberfläche bzw. der körperseitigen Oberfläche der Damenbinde 20 positioniert sind, und vorzugsweise miteinander verbunden sind, um eine Kontur 30 zu bilden. Zum Beispiel können die Außen 23 und die Decklage 22 miteinander durch eine gleichförmige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels befestigt sein. Haftmittel, die sich als zufriedenstellend heraus gestellt haben, werden hergestellt durch H. B. Fuller Company aus St. Paul, Minnesota unter der Bezeichnung HL-1258 oder H-2031. Alternativ können die Decklage 22 und die Außenlage 23 miteinander durch eine Wärmebindung, durch Druckbindung, Ultraschallbindung, durch eine dynamisch mechanische Bindung oder durch irgendein anderes geeignetes Verfahren zum Verbinden von Decklagen und Außenlagen verbunden sein, das im Stand der Technik bekannt ist. Eine speziell geeignetes Verfahren für ein Verbinden der Decklage 22 mit der Außenlage 23 ist eine Crimpdichtung.
Eine fluidundurchlässige Dichtung wird in dem Randsegment entlang des Umfangs 30 geschaffen. Diese Dichtung ist so ausgebildet, dass eine seitliche Migration (das heißt, ein "Ansaugen") von Fluid aus dem Umfang 30 der Damenbinde 20 durch die Umfangsränder 31 und 32 hindurch verhindert wird, wodurch eine frühzeitige Seitenbeschmutzung der Unterwäsche der Trägerin verhindert wird. Als Ergebnis neigen die Decklage 22 und die Außenlage 23 dazu, relativ frei von Fluiden zu bleiben. Die Dichtung ist vorzugsweise seitlich innen so nahe wie möglich am Umfang 30 angeordnet, so dass ein größerer Teil des Randsegments trocken und unbeschmutzt bleibt. Die Dichtung umgibt vorzugsweise den Umfang 30 vollständig, ohne irgendwelche Lücken, welche ein Saugen und eine Fluidleckage erlauben würden.
Die Dichtung wird vorzugsweise durch eine gleichzeitige Aufbringung von Druck, mit oder ohne Wärme, gebildet, was allgemein als ein "Crimp"-Vorgang bezeichnet wird. Während des "Crimp"-Verfahrens wird ausreichend Druck, optional mit Wärme, aufgebracht, um die Decklage 22 und die Außenlage 23 aufzuschmelzen, um dadurch die Dichtung zu bilden. Bereiche der Randregionen außerhalb der Dichtung werden mit diskreten, in Abstand zueinander liegenden Bindungsstellen gecrimpt. Dieses diskrete Binden erzeugt einen reversiven oder negativen Kapillargradienten, so dass Fluide, die ungewollt durch die Dichtung hindurch gelangen, in Richtung des dichteren Materials im Bereich der Dichtung angezogen werden; jede Fluidbewegung außerhalb der Dichtung erfolgt entlang der Dichtung, entgegen gesetzt zum äußeren Rand der Grenze.
Der absorbierende Kern 25 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das verbesserte absorbierende Element 24, das oben beschrieben wurde, welches in einer breiten Vielfalt von Größen und Formen hergestellt werden kann (z.B. rechtwinklig, oval, sanduhrförmig, knochenförmig, asymmetrisch, etc.). Die Konfiguration und die Konstruktion des absorbierenden Kerns kann auch variiert werden (z.B. kann der absorbierende Kern variierende Dickezonen haben (z.B. profiliert, um so im Zentrum dicker zu sein), hydrophile Gradienten, superabsorbierende Gradienten oder Annahmezonen mit geringerer Dichte und geringerer mittlerer Flächenmasse; oder kann ein oder mehrere Schichten oder Strukturen aufweisen). Die gesamte Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns sollte jedoch mit der vorgesehenen Belastung und der vorgesehenen Verwendung der Damenbinde kompatibel sein. Ferner kann die Größe und die Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns variiert werden, so dass unterschiedliche Verwendungen, wie beispielsweise als Inkontinenzpads, Höscheneinlagen, Damen-Regelbinden oder Nachtbinden, vorgesehen sein können.
3 ist eine vergrößerte hervor gehobene Schnittansicht eines repräsentativen absorbierenden Elements 24 gemäß der vorliegenden Erfindung, in welchem zwei einzelne identifizierbare Schichten 24a und 24b vorgesehen sind. Wie in 3 gezeigt ist, zeichnet sich eine Schichtgrenze 29 dort, wo angrenzende Oberflächen der jeweiligen Schichten in Kontakt miteinander stehen, obwohl, wie oben besprochen wurde, es besonders vorgezogen ist, dass Gradienten innerhalb jeder Schicht und eine grenzflächenübergreifende Verhedderung den Effekt der Schichtgrenze 29 auf Fluidtransporteigenschaften minimiert. 4 zeigt ein alternatives absorbierendes Element 24 mit drei einzelnen identifizierbaren Schichten 24a, 24b und 24c mit analogen Schichtgrenzen 29.
Es sollte angemerkt werden, dass fluidabsorbierende Elemente, wie solche, die in den 3 und 4 gezeigt werden, eine separate Anwendung finden können, unabhängig von ihrem Einbau in einen absorbierenden Artikel, wie beispielsweise als Tissue, Tuch oder Wischprodukt. Demgemäß würden solche fluidabsorbierenden Elemente in einer geeigneten Größe und in einer Verpackung präpariert werden, die einer individuellen und mehrfachen Ausgabe und Verwendung zur Fluidabsorption geeignet ist.
Wenn sie in einem absorbierenden Artikel verwendet werden, wie dies in 1 gezeigt ist, sind die Zusammensetzungen und Materialeigenschaften der Schichten vorzugsweise so gestaltet, dass die "obere" Schicht (diejenige, die in Richtung der trägerberührenden Seite des absorbierenden Artikels gerichtet ist) größere Annahmeeigenschaften zeigt als dies die "untere" Schicht tut (das heißt, diejenige, die zur wäscheberührenden Seite des absorbierenden Artikels gewandt ist). Entsprechend zeigt die "untere" Schicht vorzugsweise größere Verteilungs- und/oder Speichereigenschaften, als dies die "obere" Schicht tut. Diese Anordnung liefert die oben besprochenen "nach Unten- und nach Außen-Eigenschaften". Wenn ein absorbierendes Element mit drei oder mehr Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind die Schichten vorzugsweise so angeordnet, dass die "obere" Schicht die größten Annahmeeigenschaften zeigt, die "untere" Schicht die größten Speichereigenschaften zeigt und die dazwischen liegende Schicht Verteilungseigenschaften zeigt. Wenn zusätzliche separate Annahme- und/oder Speicherelemente außerhalb des absorbierenden Elements 24 verwendet werden, werden die Eigenschaften der Schichten des absorbierenden Elements vorzugsweise so gestaltet, dass sie zusammen mit diesen zusätzlichen äußeren Elementen wirken.
In der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform umfasst der absorbierende Kern 25 der Damenbinde 20 optional auch eine sekundäre Decklage oder Annahmeschicht 27 zwischen dem absorbierenden Element 24 und der Decklage 22. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der absorbierende Kern 25 auch optional eine Speicherschicht oder -element 28 zwischen dem absorbierenden Element 24 und der Außenlage 23.
Bedarfsweise können zusätzliche absorbierende Strukturen, wie das Speicherelement 28, in die Damenbinde 20 eingebaut werden und können aus einer breiten Vielzahl von flüssigkeitsabsorbierenden Materialien gebildet werden, die üblicherweise in Damenbinden und anderen absorbierenden Artikeln verwendet, wie beispielsweise zermahlener Holzzellstoff, welcher allgemein als Luftfilz bezeichnet wird. Beispiele weiterer geeigneter absorbierender Materialien umfassen gekreppte Zellulosewatte; schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Zellulosefasern; synthetische Fasern, wie gecrimpte Polyesterfasern; Torfmoos; Tissue, einschließlich Tissuehüllen und Tissue laminate; absorbierende Schäume; absorbierende Schwämme; superabsorbierende Polymere; absorbierende Geliermaterialien oder äquivalentes Material oder Kombinationen von Materialien oder Mischungen von diesen. Solche zusätzlichen Schichten können oberhalb oder unterhalb des fluidabsorbierenden Elements 24 enthalten sein und/oder zwischen dem fluidabsorbierenden Element 24 und einer anderen Komponente, wie der Annahmeschicht 27.
Beispielhafte absorbierende Strukturen für die Verwendung als absorbierender Kern der vorliegenden Erfindung sind beschrieben in US Patent 4,950,264 unter der Bezeichnung "Thin Flexible Sanitary Napkin", veröffentlicht für Osborn am 21. August 1990; US Patent 4,610,678 unter der Bezeichnung "High-Density Absorbent Structures", veröffentlicht für Weisman et al. am 09. September 1986; US Patent 4,834,735 unter der Bezeichnung "High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones", veröffentlicht für Alemany et al. am 30. Mai 1989 und europäische Patentanmeldung Nr. 0 198 683 von The Procter & Gamble Company, veröffentlicht am 22. Oktober 1986 im Namen von Duenk et al.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die ein oder mehreren Annahmeschichten 27 zwischen der Decklage 22 und dem fluidabsorbierenden Element 24 positioniert sein. Die Annahmeschicht dient dazu, ausgeschiedene Körperfluide schnell zu sammeln und zeitweise zu halten, sowie den Transport des Fluids vom Punkt des anfänglichen Fluidkontakts zu anderen Teilen der Annahmeschicht und des absorbierenden Kerns zu erleichtern. Es gibt mehrere Gründe, warum der verbesserte Transport von Ausscheidungen wichtig ist, einschließlich dem der Schaffung einer gleichmäßigeren Verteilung der Ausscheidungen im absorbierenden Kern und der Ermöglichung, dass die Damenbinde 20 relativ dünn hergestellt werden kann. Der hier genannte Transport kann den Transport von Flüssigkeiten in einer, in zwei oder in allen Richtungen umfassen (das heißt, in der X-Y-Ebene und/oder in der Z-Richtung).
Die Annahmeschicht kann aus mehrere unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein, einschließlich Vliesstoff- oder Gewebebahnen aus synthetischen Fasern, einschließlich Polyester, Polypropylen oder Polyethylen, natürlichen Fasern, einschließlich Baumwolle oder Zellulose, Gemischen solcher Fasern oder aus irgendwelchen äquivalenten Materialien oder Kombinationen von Materialien. Beispiele von Damenbinden mit einer Annahmeschicht und einer Decklage sind vollständiger beschrieben in US 4,950,264 , veröffentlicht für Osborn, und WO 93/11725. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Annahmeschicht mit der Decklage durch irgendeine der herkömmlichen Mittel zum Verbinden von Bahnen verbunden sein, äußerst bevorzugt durch Fusionsbindungen, wie sie vollständiger beschrieben sind in der oben genannten Anmeldung von Cree.
Die Außenlage 23 ist undurchlässig für Flüssigkeiten, (z.B. Menstruationsfluide und/oder Urin) und wird vorzugsweise hergestellt aus einem dünnen Kunststofffilm, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien auch verwendet werden können. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "flexibel" auf Materialien, welche nachgiebig sind und sich ohne Weiteres an die allgemeine Form und Kontur des menschlichen Körpers anpassen. Die Außenlage 23 verhindert, dass Ausscheidungen, die in den absorbierenden Kern 25 absorbiert und darin aufgenommen sind, Artikel benässen, welche die Damenbinde 20 berühren, wie Höschen, Pyjamas und Unterwäsche. Die Außenlage 23 kann somit ein Gewebe- oder Vliesstoffmaterial umfassen, polymere Filme, wie thermoplastische Filme aus Polyethylen oder Polypropylen, oder Verbundmaterialien, wie filmbeschichtetes Vliesstoffmaterial. Vorzugsweise ist die Außenlage ein Polyethylenfilm mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil). Beispielhafte Polyethylenfilme werden hergestellt durch Clopay Corporation aus Cincinnati, Ohio, unter der Bezeichnung P18-0401 und durch Tredegar Film Products aus Terre Haute, Indiana, unter der Bezeichnung XP-39385. Die Außenlage ist vorzugsweise geprägt und/oder mattiert, um ein mehr kleidungsähnliches Erscheinungsbild zu schaffen. Ferner kann die Außenlage 23 Dämpfen erlauben, aus dem absorbierenden Kern 24 zu entweichen (das heißt, atmungsfähig sein), während sie noch verhindert, dass Ausscheidungen durch die Außenlage 23 hindurch gelangen.
Die Decklage 22 ist nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Ferner ist die Decklage 22 flüssigkeitsdurchlässig und erlaubt Flüssigkeiten (z.B. Menstruationsfluiden und/oder Urin), ohne weiteres durch ihre Dicke hindurch zu dringen. Eine geeignete Decklage 22 kann aus einem breiten Bereich von Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise Gewebe- und Vliesstoffmaterialien; polymere Materialien, wie mit Öffnungen versehene geformte thermoplastische Filme, mit Öffnungen versehene Kunststofffilme und hydrogeformte thermoplastische Filme; poröse Schäume; retikulierte Schäume; retikulierte thermoplastische Filme; und thermoplastische Scrims. Geeignete Gewebe- und Vliesstoffmaterialien können zusammengesetzt sein aus natürlichen Fasern (z.B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z.B. polymeren Fasern, wie Polyester, Polypropylen oder Polyethylenfasern) oder einer Kombination von natürlichen und synthetischen Fasern.
Bevorzugte Decklagen für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung werden ausgewählt aus Vliesstoff-Decklagen mit hohem Loft und Decklagen aus einem mit Öffnungen versehenen geformten Film. Mit Öffnungen versehene geformte Filme werden besonders bevorzugt für die Decklage, weil sie durchlässig sind für Körperausscheidungen und noch nicht absorbierend sind und eine verringerte Neigung haben, Fluiden zu erlauben, zurück zu gelangen und die Haut der Trägerin neu zu benässen. So bleibt die Oberfläche des geformten Films, welcher sich in Kontakt mit dem Körper befindet, trocken, wodurch eine Körperbeschmutzung reduziert wird und ein komfortableres Gefühl für die Trägerin erzeugt wird. Geeignete geformte Filme sind beschrieben in US Patent 3,929,135 unter der Bezeichnung "Absorptive Structures Having Tapered Capillaries", veröffentlicht für Thompson am 30. Dezember 1975; US Patent 4,324,246 unter der Bezeichnung "Disposable Absorbent Article Having A Stain Resistant Topsheet", veröffentlicht für Mullane et al. am 13. April 1982; US Patent 4,342,314 unter der Bezeichnung "Resilient Plastic Web Ex hibiting Fiber-Like Properties", veröffentlicht für Radel et al. am 03. August 1982; US Patent 4,463,045 unter der Bezeichnung "Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-Glossy Visible Surface and Cloth-Like Tactile Impression", veröffentlicht für Ahr et al. am 31. Juli 1984 und US 5,006,394 "Multilayer Polymeric Film", veröffentlicht für Baird am 09. April 1991. Die bevorzugte Decklage für die vorliegende Erfindung ist der geformte Film, der in ein oder mehreren der obigen Patente beschrieben wurde und vermarktet wird auf Damenbinden von The Procter & Gamble Company aus Cincinnati, Ohio, als "DRI-WEAVE".
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die körperseitige Oberfläche der geformten Film-Decklage hydrophil, um so einer Flüssigkeit zu helfen, durch die Decklage schneller hindurch übertragen zu werden, als wenn die körperseitige Oberfläche nicht hydrophil wäre, um so die Wahrscheinlichkeit zu vermindern, dass ein Menstruationsfluid aus der Decklage eher ausfließen würde, als hinein zu fließen und vom absorbierenden Kern absorbiert zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein grenzflächenaktiver Stoff in die polymeren Materialien der geformten Film-Decklage eingebaut, wie dies beschrieben ist in der PCT-Anmeldung WO 93/09741. Alternativ kann die körperseitige Oberfläche der Decklage hydrophil gemacht werden, indem sie mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelt wird, wie dies beschrieben ist in dem oben genannten US 4,950,254 , veröffentlicht für Osborn.
Bei der Benutzung kann die Damenbinde 20 durch ein Haltemittel oder ein Anbringungsmittel (nicht gezeigt) an Ort und Stelle gehalten werden, das für solche Zwecke allgemein bekannt ist. Vorzugsweise wird die Damenbinde in der Unterwäsche der Benutzerin oder in dem Höschen angeordnet und daran durch ein Befestiger, wie einem Haftmittel, festgelegt. Das Haftmittel sorgt für ein Mittel zum Festlegen der Damenbinde im Schrittbereich des Höschens. So ist ein Bereich oder die Gesamtheit der äußeren Oberfläche der Außenlage 23 mit einem Haftmittel beschichtet. Jedes Haftmittel oder jeder Kleber, der im Stand der Technik für solche Zwecke verwendet wird, kann hier als das Haftmittel verwendet werden, wobei druckempfindliche Haftmittel bevorzugt werden. Geeignete Haftmittel sind Century A-305-IV, hergestellt durch the Century Adhesives Corporation aus Columbus, Ohio und Instant Lock 34-2823, hergestellt durch die National Starch and Chemical Company aus Bridgewater, NJ. Geeignete Haftmittelbefestiger sind auch beschrieben in US Patent 4,917,697.
Bevor die Damenbinde für die Benutzung angeordnet wird, ist das druckempfindliche Haftmittel typischerweise mit einem entfernbaren Abziehstreifen überdeckt, um das Haftmittel vor einem Austrocknen und vor einem Anhaften an einer anderen Oberfläche als dem Schrittbereich des Höschens vor der Benutzung zu bewahren. Geeignete Abziehstreifen sind auch beschrieben im oben genannten US Patent 4,917,697. Jeder im Handel erhältliche Abziehstreifen, der üblicherweise für solche Zwecke verwendet wird, kann hier verwendet werden. Nicht beschränkende Beispiele für geeignete Abziehstreifen sind BL30MG-A Silox E1/0 und BL30MG-A Silox 4P/0, die beide hergestellt werden durch die Akrosil Corporation aus Menasha, WI. Die Damenbinde 20 der vorliegenden Erfindung wird verwendet, indem der Anziehstreifen entfernt wird und danach die Damenbinde in einem Höschen angeordnet wird, so dass das Haftmittel das Höschen berührt. Das Haftmittel hält die Damenbinde während der Benutzung in ihrer Position innerhalb des Höschens.
B. Einwegwindel.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines absorbierenden Einwegartikels in Form einer Windel 100, ist in 2 gezeigt. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Windel" auf eine im Allgemeinen von Kindern und inkontinenten Personen getragenes Kleidungsstück, das um den unteren Rumpf des Trägers herum getragen wird. Es sollte jedoch so verstanden sein, dass die vorliegende Erfindung auch anwendbar ist auf andere absorbierende Artikel, wie Inkontinenzeinlagen, Inkontinenzpads, Übungshöschen, Windeleinsätze, Damenbinden, Gesichtstissues, Papiertücher und dergleichen. Die Windel 100, die in 2 gezeigt ist, ist ein verein fachter absorbierender Artikel, der eine Windel darstellen könnte, bevor diese an einem Träger angelegt wird. Es sollte jedoch so verstanden sein, dass die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf den speziellen Typ oder die Konfiguration der Windel, die in 2 gezeigt ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Windel 100 der vorliegenden Erfindung in ihrem nicht zusammengezogenen Zustand (das heißt, mit entfernter elastisch induzierter Kontraktion), wobei Bereiche der Struktur weg geschnitten sind, um die Konstruktion der Windel 100 deutlicher zu zeigen. Der Bereich der Windel 100, welcher den Träger berührt, ist dem Betrachter zugewandt. Die Windel 100 ist in 2 so gezeigt, dass sie vorzugsweise eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage 104; eine flüssigkeitsundurchlässige Außenlage 102, die mit der Decklage 104 verbunden ist; und einen absorbierenden Kern 106, der zwischen der Decklage 104 und der Außenlage 102 positioniert ist, umfasst. Zusätzliche strukturelle Merkmale, wie elastische Elemente und Befestigungsmittel zum Festlegen der Windel an Ort und Stelle am Träger (wie beispielsweise ein Bandstreifenbefestiger), können auch enthalten sein.
Obwohl die Decklage 104, die Außenlage 102 und der absorbierende Kern 106 in einer Vielzahl von allgemein bekannten Konfigurationen zusammengebaut werden können, ist eine bevorzugte Windelkonfiguration allgemein beschrieben in US Patent 3,860,003 (Buell), veröffentlicht am 14. Januar 1975, welche hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist. Alternative bevorzugte Konfigurationen für Einwegwindeln sind auch offenbart in US Patent 4,808,178 (Aziz et al.), veröffentlicht am 28. Februar 1989; US Patent 4,695,278 (Lawson), veröffentlicht am 22. September 1987; und US Patent 4,816,025 (Foreman), veröffentlicht am 28. März 1989.
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Windel 100, in welcher die Decklage 104 und die Außenlage 102 gleich erstreckend sind und Längen- und Breitenabmessungen haben, die im Allgemeinen größer sind als diejenigen des ab sorbierenden Kerns 106. Die Decklage 104 ist mit der Außenlage 102 verbunden und über dieser angeordnet, wodurch der Umfang der Windel 100 gebildet wird. Der Umfang begrenzt die äußere Kontur oder die Ränder der Windel 100. Der Umfang umfasst die Stirnränder 101 und die Längsränder 103.
Die Decklage 104 ist nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Ferner ist die Decklage 104 flüssigkeitsdurchlässig und erlaubt Flüssigkeiten, ohne weiteres durch ihre Dicke hindurch zu dringen. Eine geeignete Decklage 104 kann aus einem breiten Bereich von Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise porösen Schäumen, retikulierten Schäumen, mit Öffnungen versehenen Kunststofffilmen, natürlichen Fasern (z.B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z.B. Polyester- oder Polypropylenfasern) oder aus einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern. Vorzugsweise ist die Decklage 104 herstellt aus einem hydrophoben Material, um die Haut des Trägers gegenüber Flüssigkeiten im absorbierenden Kern 106 zu isolieren.
Eine besonders bevorzugte Decklage 104 umfasst stapellange Polypropylenfasern mit einem Denier von etwa 1,5, wie dem Propylen Hercules Typ 151, vermarktet durch Hercules Inc. aus Wilmington, Delaware. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "stapellange Fasern) auf solche Fasern mit einer Länge von wenigstens etwa 15,9 mm (0,62 Inch).
Es gibt eine Anzahl von Herstellungstechniken, welche verwendet werden können, um die Decklage 104 herzustellen. Zum Beispiel kann die Decklage 104 gewebt, vliesstoffartig, spunbonded, kardiert oder dergleichen sein. Eine bevorzugte Decklage ist kardiert und thermisch durch Mittel gebunden, die für die Fachleute der Textilstofftechnik allgemein bekannt sind. Vorzugsweise hat die Decklage 104 ein Gewicht von etwa 18 bis etwa 25 Gramm pro Quadratmeter, eine minimale trockene Zugfestigkeit von wenigstens etwa 400 Gramm pro Zentimeter in Maschinenrichtung und eine Nasszugfestigkeit von wenigstens etwa 55 Gramm pro Zentimeter in der Quermaschinenrichtung.
Die Außenlage 102 ist undurchlässig für Flüssigkeiten und vorzugsweise hergestellt aus einem dünnen Kunststofffilm, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien auch verwendet werden können. Die Außenlage 102 verhindert, dass Ausscheidungen, die in den absorbierenden Kern 106 absorbiert sind und darin aufbewahrt werden, Artikel benässen, welche die Windel 100 berühren, wie beispielsweise Bettlaken und Unterwäsche. Vorzugsweise ist die Außenlage 102 ein Polyethylenfilm mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis etwa 0,051 Zentimeter (2,0 mil),obwohl andere flexible, flüssigkeitsundurchlässige Materialien verwendet werden können. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "flexibel" auf Materialien, welche nachgiebig sind und welche sich ohne weiteres an die allgemeine Form und Kontur des Körpers der Trägerin anpassen.
Ein geeigneter Polyethylenfilm wird hergestellt durch Monsanto Chemical Corporation und vermarktet im Handel als Film Nr. 8020. Die Außenlage 102 ist vorzugsweise geprägt und/oder mattiert, um ein mehr kleidungsähnliches Erscheinungsbild zu schaffen. Ferner kann die Außenlage 102 Dämpfen erlauben, aus dem absorbierenden Kern 106 zu entweichen, während sie noch verhindert, dass Ausscheidungen durch die Außenlage 102 hindurch gelangen.
Die Größe der Außenlage 102 wird diktiert durch die Größe des absorbierenden Kerns 106 und durch die gewählte exakte Windelgestaltung. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Außenlage 102 eine modifizierte Sanduhrform, die sich über den absorbierenden Kern 106 um eine minimale Strecke von wenigstens etwa 1,3 Zentimeter bis etwa 2,5 Zentimeter (etwa 0,5 bis etwa 1,0 Inch) um den gesamten Windelumfang herum ausdehnt.
Die Decklage 104 und die Außenlage 102 sind miteinander in irgendeiner geeigneten Art und Weise verbunden. Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, durch welche die Decklage 104 direkt mit der Außenlage 102 verbunden ist, indem die Decklage 104 direkt an der Außenlage 102 befestigt wird, und Konfigurationen, durch welche die Decklage 104 indirekt mit der Außenlage 102 verbunden ist, indem die Decklage 104 an Zwischenelementen befestigt ist, welche wiederum an der Außenlage 102 befestigt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Decklage 104 und die Außenlage 102 direkt miteinander im Windelumfang durch Befestigungsmittel (nicht gezeigt) befestigt, wie beispielsweise einem Haftmittel oder einem anderen Befestigungsmittel, das im Stand der Technik bekannt ist. Zum Beispiel kann eine gleichmäßige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien oder Punkten eines Haftmittels verwendet werden, um die Decklage 104 an der Außenlage 102 zu befestigen.
Bandstreifenbefestiger (nicht gezeigt aus Gründen der Klarheit) werden typischerweise auf der rückseitigen Taillenbandregion der Windel 102 aufgebracht, um ein Befestigungsmittel zum Halten der Windel am Träger zu schaffen. Die Bandstreifenbefestiger können beliebige von denen sein, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind, wie beispielsweise der Befestigungsstreifen, der offenbart ist in US Patent 3,848,594 (Buell), veröffentlicht am 19. November 1974. Diese Bandstreifenbefestiger oder andere Windel-Befestigungsmittel werden typischerweise nahe den Ecken der Windel 100 angebracht.
Elastische Elemente (auch nicht gezeigt aus Gründen der Klarheit) sind angrenzend an den Umfang der Windel 100 angeordnet, vorzugsweise entlang jedes Längsrandes 103, so dass die elastischen Elemente dazu neigen, die Windel 100 an die Beine des Trägers zu ziehen und dort zu halten. Alternativ können die elastischen Elemente angrenzend an einem oder an beiden der Stirnränder 104 der Windel 100 angeordnet sein, um ein Taillenband zu schaffen, zusätzlich zu oder anstelle von Beinaufschlägen. Zum Beispiel ist ein geeignetes Taillenband offenbart in US Patent 4,515,595 (Kievit et al.), veröffentlicht am 07. Mai 1985. Zusätzlich ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die geeignet sind zum Herstellen einer Einwegwindel mit elastisch zusammenziehbaren elastischen Elementen beschrieben in US Patent 4,081,301 (Buell), veröffentlicht am 28. März 1978.
Die elastischen Elemente werden an der Windel 100 in einem elastische zusammenziehbaren Zustand befestigt, so dass sich die elastischen Elemente in einer normalen, nicht eingezwängten Konfiguration wirksam zusammenziehen, bzw. die Windel 100 raffen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch zusammenziehbaren Zustand auf wenigstens zwei Wegen festgelegt werden. Zum Beispiel können die elastischen Elemente gestreckt werden und festgelegt werden, während sich die Windel 100 in einem nicht zusammengezogenen Zustand befindet. Alternativ kann die Windel 100 zusammengezogen werden, zum Beispiel durch Fälteln, und können die elastischen Elemente an der Windel 100 festgelegt und mit dieser verbunden werden, während sich die elastischen Elemente in ihrem entspannten oder ungestreckten Zustand befinden. Die elastischen Elemente können sich entlang eines Bereichs der Länge der Windel 100 ausdehnen. Alternativ können sich die elastischen Elemente über die gesamte Länge der Windel 100 ausdehnen oder über irgendeine andere Länge, die geeignet ist, um eine elastisch zusammenziehbare Linie zu schaffen. Die Länge der elastischen Elemente wird durch die Windelgestaltung diktiert.
Die elastischen Elemente können in einer Vielzahl von Konfigurationen vorhanden sein. Zum Beispiel kann die Breite der elastischen Elemente von etwa 0,25 Millimeter (0,01 Inch) bis etwa 25 Millimeter (1,0 Inch) oder mehr variiert werden; die elastischen Elemente können einen einzelnen Strang eines elastischen Materials umfassen oder können mehrere parallele oder nicht parallele Stränge eines elastischen Materials umfassen; oder die elastischen Elemente können rechtwinklig oder kurvenlinear sein. Noch ferner können die elastischen Elemente an der Windel in einem von mehreren Wegen befestigt werden, die im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Zum Beispiel können die elastischen Elemente ultraschallgebunden, wärme- und druckverdichtet in der Windel 100 sein, indem eine Vielzahl von Bindungsmustern verwendet werden, oder die elastischen Elemente können einfach an die Windel 100 geklebt werden.
Der absorbierende Kern 106 der Windel 100 wird zwischen der Decklage 104 und der Außenlage 102 positioniert. Der absorbierende Kern 106 kann in einer breiten Vielzahl von Größen und Formen hergestellt werden (z.B. rechtwinklig, sanduhrförmig, asymmetrisch, etc.). Die gesamte Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns 106 sollte jedoch mit der vorgesehenen Flüssigkeitslast für die vorgesehene Verwendung des absorbierenden Artikels oder der Windel kompatibel sein. Ferner können die Größe und Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns 106 variieren, um Träger im Bereich von Kindern bis Erwachsenen aufzunehmen.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der absorbierende Kern 106 ein fluidabsorbierendes Element 108 gemäß der vorliegenden Erfindung. In einer bevorzugten Konfiguration, wie sie in 2 gezeigt ist, umfasst der absorbierende Kern 106 ferner eine optionale Annahmeschicht oder ein solches Element 110 in Fluidkommunikation mit dem fluidabsorbierenden Element 108 und zwischen dem fluidabsorbierenden Element 108 und der Decklage 104 angeordnet. In einer solchen bevorzugten Konfiguration umfasst der absorbierende Kern ferner eine optionale Speicherschicht oder ein solches Element 109 in Fluidkommunikation mit dem fluidabsorbierenden Element 108 und zwischen dem fluidabsorbierenden Element 108 und der Außenlage 102 angeordnet. Die Struktur, die Zusammensetzung und die Anordnung der Schichten des absorbierenden Elements 108 gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgen analog zu der Besprechung, die oben mit Bezug auf das absorbierende Element 24 gegeben wurde, das in den 3 und 4 mit Bezug auf Katamneseprodukte gezeigt wurde.
Die Annahmeschicht oder das Element 110 kann aus mehreren unterschiedlichen Materialien zusammengesetzt sein, einschließlich Vliesstoff- oder Gewebebahnen aus synthetischen Fasern, die Polyester, Polypropylen oder Polyethylen enthalten, natürlichen Fasern, die Baumwolle oder Zellulose enthalten, chemisch versteifte, verdrehte und/oder gekräuselte Zellulosefasern und Mischungen solcher Fasern oder äquivalente Materialien oder Kombinationen von Materialien. Das Speicherelement 28 kann aus einer breiten Vielzahl von flüssigkeitsabsorbierenden Materia lien gebildet werden, die üblicherweise in Windeln und anderen absorbierenden Artikeln verwendet werden, wie beispielsweise zermahlener Holzzellstoff, welcher allgemein als Luftfilz bezeichnet wird. Beispiele weiterer geeigneter absorbierender Materialien umfassen gekreppte Zellulosewatte; schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Zellulosefasern; synthetische Fasern, wie gecrimpte Polyesterfasern; Torfmoos; Tissue, einschließlich Tissuehüllen und Tissuelaminate; absorbierende Schäume; absorbierende Schwämme; superabsorbierende Polymere; absorbierende Geliermaterialien; oder irgendein äquivalentes Material oder Kombinationen von Materialien oder Mischungen von diesen.
Bei der Benutzung wird die Windel 100 an einen Träger angelegt, indem die Rückseite der Taillenbandregion unter den Rücken des Trägers positioniert wird und der Rest der Windel 100 zwischen den Beinen des Trägers hindurch gezogen wird, so dass die vordere Taillenbandregion über der Vorderseite des Trägers positioniert ist. Der Bandstreifen oder andere Befestiger werden dann vorzugsweise auf die nach außen gerichteten Flächen der Windel 100 festgelegt. Bei der Benutzung neigen Einwegwindeln oder andere absorbierende Artikel, welche die fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung enthalten, dazu, Flüssigkeiten schneller und effizienter zu verteilen und zu speichern und aufgrund der hohen Absorptionskapazität der fluidabsorbierenden Elemente trocken zu bleiben. Einwegwindeln, welche die fluidabsorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung enthalten, können auch dünner und flexibler sein.
Die spezifische Zusammensetzung, die Flächenmasse und die Dichteeigenschaften der fluidabsorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden Erfindung sind so gestaltet, dass sie die Anforderungen eines spezifischen absorbierenden Artikels oder einer Produktanwendung erfüllen. Wichtige Produktparameter, welche bei der Auswahl eines Materials für das spezifische fluidabsorbierende Element berücksichtigt werden sollten, umfassen: die Gesamtgröße des absorbierenden Artikels; das Fluidvolumen, welches das Produkt absorbieren muss; und die Eigenschaften des Fluids, das absorbiert werden soll. Weitere Berücksichtigungen können in Abhängigkeit von dem spezifischen Produkt oder der Anwendung des absorbierenden Artikels wichtig sein.
Nützliche Kompositionsbereiche für die Bestandteilskomponenten der absorbierenden Elemente der vorliegenden Erfindung werden in größerem Detail vorstehend besprochen. Beispielhafte Flächenmassen und Dichten der Materialien, welche für die Verwendung als absorbierende Elemente in absorbierenden Artikeln als geeignet angesehen werden, umfassen Materialien mit Flächenmassen von zwischen etwa 15 und etwa 500 g/m² und Dichten von zwischen etwa 0,03 und etwa 0,20 g/cm³. Die Dichte kann berechnet werden aus der Flächenmasse und der Dicke, gemessen unter einem gegebenen Grenzdruck, wie beispielsweise 1,4 kPa (0,20 psi) unter Verwendung der Formel: Dichte (g/cm3) = Flächenmasse (g/m2)/[10.000 × Dicke (cm)]

Claims

Multifunktionales Fluid-absorbierendes Schicht-Element (24, 108), wobei das absorbierende Element (24, 108) vorzugsweise eine nassgelegte Bahn umfasst, wobei das absorbierende Element (24, 108) eine erste Schicht (24a) und eine zweite Schicht (24b) aufweist, wobei die erste Schicht (24a) und die zweite Schicht (24b) vorzugsweise gemeinsam gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass: (a) die erste Schicht (24a) umfasst (i) zwischen 50% und 95%, vorzugsweise zwischen 75% und 90%, bevorzugter 80% versteifte, verdrehte und gewellte Quellfasern, wobei die versteiften, verdrehten und gewellten Quellfasern vorzugsweise chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Zellulose-Fasern umfassen; (ii) zwischen 0% und 45%, vorzugsweise zwischen 0% und 20%, bevorzugter 0% Eukalyptus-Fasern mit großer Oberfläche, wobei die Eukalyptus-Fasern mit großer Oberfläche vorzugsweise Eukalyptus-Grandis-Fasern mit großer Oberfläche umfassen; (iii) zwischen 0% und 50%, vorzugsweise zwischen 10% und 50%, bevorzugter 20% eines thermoplastischen Bindemittels; und (iv) zwischen 0% und 5%, vorzugsweise zwischen 0% und 2%, bevorzugter 0% eines chemischen Bindemitteladditivs, wobei das chemische Bindemitteladditiv vorzugsweise ein Polyacrylamid-Glyoxal-Harz umfasst; und (b) wobei die zweite Schicht (24b) umfasst (i) zwischen 30% und 95%, vorzugsweise zwischen 40% und 90%, bevorzugter 88% versteifte, verdrehte und gewellte Quellfasern, wobei die versteiften, verdrehten und gewellten Quellfasern vorzugsweise chemisch versteifte, verdrehte und gewellte Zellulose-Fasern umfassen; (ii) zwischen 3% und 70%, vorzugsweise zwischen 3% und 50%, bevorzugter 10% Eukalyptus-Fasern mit großer Oberfläche, wobei die Eukalyptus-Fasern mit großer Oberfläche vorzugsweise Eukalyptus-Grandis-Fasern mit großer Oberfläche umfassen; (iii) zwischen 0% und 50%, vorzugsweise zwischen 0% und 10%, bevorzugter 0% eines thermoplastischen Bindemittels; und (iv) zwischen 0% und 5%, vorzugsweise zwischen 0% und 2%, bevorzugter 2% eines chemischen Bindemitteladditivs, wobei das chemische Bindemitteladditiv vorzugsweise ein Polyacrylamid-Glyoxal-Harz umfasst; und (c) das absorbierende Element (24, 108) mindestens eine Schicht (24c) aufweist, die vorzugsweise mit der ersten Schicht (24a) und der zweiten Schicht (24b) gemeinsam gebildet wird, wobei sich die zusätzliche Schicht (24c) in der Zusammensetzung von der ersten Schicht (24a) und der zweiten Schicht (24b) unterscheidet und eine Zusammensetzung zwischen den Zusammensetzungen der ersten Schicht (24a) und der zweiten Schicht (24b) aufweist.
Absorbierendes Element (24, 108) nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Schicht (24c) zwischen der ersten Schicht (24a) und der zweiten Schicht (24b) angeordnet ist.
Absorbierendes Element (24, 108) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Element (24, 108) mechanisch weich gemacht ist.
Absorbierender Artikel, vorzugsweise eine Windel (100) oder ein Menstruations-Kissen (20), der in der Lage ist Körper-Flüssigkeiten zu erfassen, zu verteilen und zu speichern, wobei der absorbierende Artikel (20, 100) eine Decklage (22, 104), eine Außenlage (23, 102) und ein zwischen der Decklage und der Außenlage angeordnetes Fluidabsorbierendes Element (24, 108) gemäß einem der vorherigen Ansprüche umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines multifunktionalen Fluidabsorbierenden Schicht-Elementes (24, 108), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Bilden, vorzugsweise über ein Nasslege-Verfahren, eines ersten Gemisches von faserigem Material umfassend: (i) zwischen 50% und 95% versteifte, verdrehte und gewellte Quellfasern; (ii) zwischen 0% und 45% Eukalyptus-Fasern mit großer Oberfläche; (iii) zwischen 0% und 50% eines thermoplastischen Bindemittels; und (iv) zwischen 0% und 5% eines chemischen Bindemitteladditivs; (b) Bilden, vorzugsweise über ein Nasslege-Verfahren, eines zweiten Gemisches von faserigem Material umfassend: (i) zwischen 30% und 95% versteifte, verdrehte und gewellte Quellfasern; (ii) zwischen 3% und 70% Eukalyptus-Fasern mit großer Oberfläche; (iii) zwischen 0% und 50% eines thermoplastischen Bindemittels; und (iv) zwischen 0% und 5% eines chemischen Bindemitteladditivs; (c) Auftragen eines der Gemische von faserigem Material auf eine Bildungs-Struktur; (d) Auftragen des anderen der Gemische von faserigem Material auf das eine der Gemische von faserigem Material; (e) Aushärten des chemischen Bindemitteladditivs; und (f) thermisches Binden der thermoplastischen Fasern, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren ferner den Schritt des Auftragens eines zusätzlichen Gemisches von faserigem Material umfasst, und ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass das zweite Gemisch von faserigem Material auf die Bildungs-Struktur aufgetragen wird und das erste Gemisch von faserigem Material auf das zweite Gemisch von faserigem Material aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die thermischen Binde- und Aushärte-Schritte gleichzeitig ausgeführt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den Schritt des mechanischen Weichmachens des absorbierenden Elementes nach dem thermischen Binde-Schritt umfasst.