DE10084959B4

DE10084959B4 - Saugfähiger Gegenstand mit supersaugfähigen Taschen in einer nicht-saugfähigen Trägerschicht

Info

Publication number: DE10084959B4
Application number: DE10084959T
Authority: DE
Inventors: Richard Warren Neenah Tanzer; Bruce Reed Green Bay Shafer
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: GB2369579A; AU6924800A; GB0205802D0; MXPA02002062A; KR20020022110A; US6429350B1; GB2369579B; WO2001015647A1; DE10084959T1; KR100695850B1

Abstract

Absorbierender Gegenstand, welcher aufweist:
eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht (14);
eine nicht absorbierende Schwallschicht neben der Deckschicht (14);
eine flüssigkeitsundurchlassige Rückschicht (12) neben der Schwallschicht;
mehrere Taschen (50) in zumindest der Rückschicht (12); und
ein superabsorbierendes Material (58) in zumindest einigen der Taschen (50).

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen saugfähigen Gegenstand, bei welchem supersaugfähiges Material in Taschen einer anderen, nicht saugfähigen Schicht enthalten ist. Die Erfindung schaltet das Erfordernis aus, eine getrennte saugfähige Schicht vorzusehen, und verringert die Gesamtanzahl an Schichten, die in dem Gegenstand benötigt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Saugfähige Verbundwerkstoffe sind bekannt, die zur Verwendung in saugfähigen Wegwerfkleidungsstücken geeignet sind, beispielsweise Windeln, Erzeugnissen für inkontinente Erwachsene, und dergleichen. Derartige saugfähige Verbundwerkstoffe werden beispielsweise beschrieben in US 4,699,619 A , das am 13. Oktober 1987 an Bernardin erteilt wurde, in US 4,798,603 A , das am 17. Januar 1989 an Meyer et al erteilt wurde, in US 4,834,735 A , das am 30. Mai 1989 an Alemany et al erteilt wurde, in US 5,147,343 A , das am 15. September 1992 an Kellenberger erteilt wurde, und in US 5,149,335 A , das am 22. September 1991 an Kellenberger et al erteilt wurde.
Im allgemeinen enthalten derartige saugfähige Verbundwerkstoffe eine Matrix zur Aufnahme eines Materials mit hohem Absorptionsvermögen in einem anderen saugfähigen Material. Geeignete Matrizen zur Aufnahme des Materials mit hohem Absorptionsvermögen umfassen saugfähige faserige Matrizen, beispielsweise jene, die aus mit Luft abgelegten Zellulosefasern hergestellt sind, oder einem gleichzeitig hergestellten Material, welches Zellulosefasern und Schmelzblas-Polyolefinfasern enthält. Viele verschiedene Materialien mit hohem Absorptionsvermögen (auch als supersaugfähige Materialien bekannt) sind Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. (Vergleiche beispielsweise US 4,076,663 A , das am 28. Februar 1978 an Masuda et al erteilt wurde, US 4,286,082 A , das am 25. August 1981 an Tsubakimoto et al erteilt wurde, US 4,062,817 A , das am 13. Dezember 1977 an Westerman erteilt wurde, und US 4,340,706 A , das am 20. Juli 1982 an Obayashi et al erteilt wurde.
Viele bekannte saugfähige Verbundwerkstoffe, die Material mit hohem Absorptionsvermögen verwenden, setzen das Material mit hohem Absorptionsvermögen in relativ niedrigen Konzentrationen ein. Viele der saugfähigen Verbundwerkstoffe weisen mittels Luft abgelegten Zellulosefasern auf, und weniger als etwa 20 Gewichtsprozent des Materials mit hohem Absorptionsvermögen. Dies liegt an verschiedenen Faktoren.
Viele Materialien mit hohem Absorptionsvermögen sind unfähig dazu, eine Flüssigkeit mit jener Rate zu absorbieren, mit welcher die Flüssigkeit auf die saugfähigen Verbundwerkstoffe im Gebrauch einwirkt. Daher ist eine relativ hohe Konzentration an faserigem Material wünschenswert, um die Flüssigkeit temporär festzuhalten, bis sie vom Material mit hohem Absorptionsvermögen aufgesaugt werden kann. Weiterhin dienen die Fasern dazu, die Teilchen aus Material mit hohem Absorptionsvermögen zu trennen, so dass keine Gel-Blockierung auftritt. Gel-Blockierung bezeichnet jene Situation, bei welcher sich Teilchen aus Material mit hohem Absorptionsvermögen beim Aufquellen verformen, und die Zwischenräume zwischen den Teilchen verstopfen, oder zwischen den Teilchen und Fasern, und so den Fluß der Flüssigkeit durch die Zwischenräume verhindern.
Das Vorhandensein einer relativ niedrigen Konzentration an Material mit hohem Absorptionsvermögen und einer relativ größeren Konzentration an faserigen Materialien hat zu der Erzeugung saugfähiger Verbundwerkstoffe geführt, die dazu neigen, relativ dick zu sein. In einigen Fällen ist der Einsatz eines relativ dicken, saugfähigen Verbundwerkstoffs in einer saugfähigen Wegwerfwindel akzeptierbar. Allerdings ist es seit einigen Jahren immer stärker gewünscht worden, saugfähige Verbundwerkstoffe herzustellen, welche dünn sind, verglichen mit den herkömmlicheren saugfähigen Verbundwerkstoffen, aber immer noch dieselbe Absorptionskapazität aufweisen. Der Wunsch, relativ dünne saugfähige Verbundwerkstoffe zu erzeugen, hat zu dem Wunsch geführt, immer größere Mengen an Material mit hohem Absorptionsvermögen in die saugfähigen Verbundwerkstoffe einzubauen. Dies liegt daran, dass die Saugkapazität derartiger Materialien mit hohem Absorptionsvermögen im allgemeinen ein Vielfaches größer ist als die Absorptionskapazität faseriger Materialien. So kann beispielsweise eine faserige Matrix aus Holzstoffstaub etwa 7 bis 9 Gramm einer Flüssigkeit absorbieren (beispielsweise 0,9 Gewichtsprozent Salzlösung), pro Gramm des Holzstoffstaubs, wogegen die Materialien mit hohem Absorptionsvermögen zumindest etwa 15, bevorzugt zumindest etwa 20, und häufig zumindest etwa 25 Gramm Flüssigkeit, beispielsweise Salzlösung von 0,9 Gewichtsprozent, pro Gramm des Materials mit hohem Absorptionsvermögen aufsaugen können.
US 5,601,542 A , das an Melius et al erteilt wurde, beschreibt einen saugfähigen Gegenstand, bei welchem supersaugfähiges Material in Schichten aus diskreten Taschen enthalten ist. Die Taschen sind nebeneinander angeordnet, und sind in einer oder mehreren Substratschichten vorgesehen. Das Patent erläutert eine Windel, die eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige äußere Abdeckung aufweist, eine flüssigkeitsdurchlässige, körperseitige Einlage, und einen saugfähigen Verbundwerkstoff zwischen der äußeren Abdeckung und der körperseitigen Einlage. Eine Flüssigkeitsbeanspruchungshandhabungsschicht, die in der Nähe der körperseitigen Einlage im Schrittbereich von dieser angeordnet ist, reguliert den Fluß der Flüssigkeit, die in den saugfähigen Verbundwerkstoff hinein fließt. Die Flüssigkeitsbeanspruchungshandhabungsschicht kann oberhalb (auf der Außenseite) der körperseitigen Einlage vorgesehen sein, oder zwischen der körperseitigen Einlage und dem saugfähigen Verbundwerkstoff.
Es besteht ein Bedürfnis oder Wunsch in der Industrie, Windeln und andere saugfähige Gegenstände zur Verfügung zu stellen, welche weniger Schichten aufweisen, eine leichtere Konstruktion, und niedrigere Herstellungskosten, ohne irgendeine der Funktionen zu verlieren, die von den herkömmlichen Schichten zur Verfügung gestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diesem Bedürfnis wird durch den absorbierenden Gegenstand gemäß des unabhängigen Patentanspruchs entsprochen. Die vorliegende Erfindung ist ein saugfähiger Gegenstand, beispielsweise eine Windel, bei welcher die Funktionen mehrerer Schichten in einer einzigen Schicht vereinigt sind, wodurch die Gesamtanzahl an Schichten verringert wird, ohne irgendwelche Funktionen preiszugeben. Die vorliegende Erfindung betrifft einen saugfähigen Gegenstand, beispielsweise eine Windel, bei welchem die Saugfunktion zumindest in einer flüssigkeitsundurchlässigen Rückschicht (d. h. dem äußeren Abdeckmaterial) eingebaut ist, was das Erfordernis ausschaltet, einen zentralen, saugfähiger Verbundwerkstoff vorzusehen. Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass mehrere kleine Taschen in der Rückschicht ausgebildet werden. Ein supersaugfähiges Material wird zumindest einigen der Taschen hinzugefügt, was die Rückschicht dazu veranlasst, eine Saugfunktion durchzuführen.
Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung einen saugfähigen Gegenstand, der eine flüssigkeitsdurchlässige, körperseitige Deckschicht (Einlage) aufweist, eine absorbierende Schwallschicht (Flüssigkeitsbeanspruchungsschicht) neben der Deckschicht, und eine flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht neben der Schwallschicht. Zumindest die Rückschicht weist mehrere Taschen auf, und eine bestimmte Menge an supersaugfähigem Material innerhalb der Taschen. Anders ausgedrückt können die Taschen, welche das supersaugfähige Material enthalten, in der Rückschicht oder sowohl in der Schwallschicht als auch der Rückschicht, wodurch das Erfordernis einer getrennten, saugfähigen Verbundwerkstoffschicht zwischen der Schwallschicht und der Rückschicht ausgeschaltet wird.
Angesichts der voranstehenden Ausführungen bestehen ein Merkmal und ein Vorteil der Erfindung in der Bereitstellung eines saugfähigen Gegenstands, der drei wesentliche Schichten aufweist, nämlich eine körperseitige Deckschicht, eine Schwallschicht, und eine Rückschicht, wobei zumindest die Rückschicht ein supersaugfähiges Material enthält.
Es stellt ebenfalls ein Merkmal und einen Vorteil der Erfindung dar, einen saugfähigen Gegenstand zur Verfügung zu stellen, der kostengünstiger ist, einfach aufgebaut, und leichter ist als herkömmliche saugfähige Gegenstände.
Es stellt ebenfalls ein Merkmal und einen Vorteil der Erfindung dar, einen saugfähigen Gegenstand zur Verfügung zu stellen, der weniger Volumen aufweist als herkömmliche saugfähige Gegenstände.
Es stellt ebenfalls ein Merkmal und einen Vorteil der Erfindung dar, ein saugfähiges Kleidungsstück zur Verfügung zu stellen, das sehr gut durchlässig für Wasserdampf ist, was das Wohlbefinden der Haut fördert.
Die voranstehenden und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsform noch deutlicher. Diese detaillierte Beschreibung ist beispielhaft, und sollte als erläuternd verstanden werden, und nicht die Erfindung einschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung eines saugfähigen Gegenstands nach dem Stand der Technik, in diesem Fall einer Windel.
2 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer Windel, welche Taschen mit supersaugfähigem Material in der Schwallschicht aufweist.
3 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer anderen Ausführungsform einer Windel gemäß der Erfindung.
4 erläutert eine Ausführungsform einer Schablone zur Ausbildung von Taschen in einer Schicht eines Materials.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER MOMENTAN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist ein saugfähiger Gegenstand, bei welchem die Funktionen mehrerer Schichten in einer einzigen Schicht vereinigt sind, was das Erfordernis ausschaltet, eine getrennte, saugfähige Kernschicht vorzusehen. Der saugfähige Gegenstand weist eine flüssigkeitsdurchlässige, körperseitige Deckschicht auf, eine Schwallschicht neben der körperseitigen Deckschicht, und eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige, äußere Rückschicht neben der Schwallschicht. Taschen sind zumindest entweder in der äußeren Rückschicht vorgesehen, und ein supersaugfähiges Material ist in den Taschen vorhanden.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unter Bezugnahme auf eine Wegwerfwindel nach dem Stand der Technik beschrieben. 1 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer Wegwerfwindel nach dem Stand der Technik. In 1 weist die Wegwerfwindel 10 eine Rückschicht 12 auf, eine Deckschicht 14, und einen saugfähigen Verbundwerkstoff 16, der zwischen der Deckschicht 14 und der Rückschicht 12 angeordnet ist. Der saugfähige Verbundwerkstoff 16 weist eine mit Luft abgelegte Mischung aus Holzstofffasern und supersaugfähigem Material auf. Der saugfähige Verbundwerkstoff ist von einer zweiteiligen Verpackungsschicht umgeben, die aus einer oberen Verpackungsschicht 18 und einer unteren Verpackungsschicht 20 besteht. Der saugfähige Verbundwerkstoff 16 weist eine profilierte Dicke auf, so dass ein Bereich 22 mit erhöhtem Basisgewicht ausgebildet wird. Die zweiteilige Verpackungsschicht erstreckt sich über die Ränder des saugfähigen Verbundwerkstoffs 16 hinaus, um einen Umfang 24 auszubilden, der abgedichtet werden kann, um zu verhindern, dass supersaugfähiges Material nach außerhalb der Windel gelangt.
An der Rückschicht 12 sind Taillenelastikteile 26 angebracht, Befestigungsbänder 28, und Beinelastikteile 30. Die Beinelastikteile 30 weisen eine Trägerschicht 32 und einzelne elastische Stränge 34 auf.
Die Deckschicht 14 enthält Umschließungsklappen 36, welche proximale Ränder 38 und distale Ränder 40 aufweisen. Eine Schwallschicht 42 ist zwischen den proximalen Rändern 38 der Umschließungsklappen 36 angeordnet.
Die genauen Einzelheiten des Konstruktionsverfahrens und der Materialien der in 1 gezeigten Windel sind genauer in der US 5,509,915 A beschrieben, das am 23. April 1996 auf den Namen von Hanson et al erteilt wurde. Mögliche Abänderungen der in 1 dargestellten Windel sind in der US 5,509,915 A beschrieben, das voranstehend erwähnt wurde, sowie in der US 5,364,382 A , das am 15. November 1994 an Latimer et al erteilt wurde. Derartige mögliche Abänderungen umfassen das Anordnen der Schwallschicht 42 zwischen der Deckschicht 14 und dem saugfähigen Verbundwerkstoff 16, und Verringerung der Länge der Schwallschicht, um die Länge des saugfähigen Verbundwerkstoffs zu vergrößern, oder die Schwallschicht in dem Bereich der Windel massiver auszubilden (die Länge zu verringern, und das Basisgewicht zu erhöhen), an welchem sich flüssiger Abfall ursprünglich ansammelt (Zielzone).
2 erläutert eine Wegwerfwindel. Bei der Windel von 2 ist der saugfähige Verbundwerkstoff 18 entfallen, und es wurde die Schwallschicht 42 zwischen der flüssigkeitsdurchlässigen, körperseitigen Deckschicht 14 und der im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen äußeren Rückschicht 12 angeordnet. Mehrere Taschen 50 sind in der Schwallschicht 42 vorgesehen. Die Taschen 50 enthalten jeweils eine Menge an supersaugfähigem Material 58, und ermöglichen es so der Schwallschicht 42, die Doppelfunktion der Flüssigkeitsbeanspruchungshandhabung und des Absorptionsvermögens zu erfüllen. Die Schwallschicht 42 weist im Betrieb einen Dichtepegel und ein Basisgewicht auf, die es ermöglichen, schnell Flüssigkeitsbeanspruchungen oder Flüssigkeitsstöße zusammen und temporär festzuhalten, die Flüssigkeit von ihrem ursprünglichen Eintrittspunkt aus zu transportieren, und im wesentlichen vollständig die Flüssigkeit an die Taschen 50 und das supersaugfähige Mittel 58 abzugeben. Diese Anordnung kann die Verhinderung des Ansammelns der Flüssigkeit auf dem Abschnitt des saugfähigen Kleidungsstücks unterstützen, der an der Haut des Trägers anliegt, wodurch ein Nässegefühl bei dem Träger verringert wird.
Die Taschen 50 sind voneinander um Entfernungen 60 getrennt. Die Entfernungen 60 zwischen den Taschen können zumindest etwa 0,05 Zoll (1,3 mm) betragen, alternativ zumindest etwa 0,10 Zoll (2,5 mm), und geeignet zumindest etwa 0,15 Zoll (3,8 mm). Weiterhin betragen die Abstände 60 normalerweise nicht mehr als etwa 1,5 Zoll (38 mm), alternativ nicht mehr als etwa 1,0 Zoll (25 mm), und alternativ nicht mehr als etwa 0,5 Zoll (13 mm).
Die Tiefe der Taschen 50 kann zumindest etwa 0,1 Zoll (2,5 mm) betragen, bevorzugt etwa 0,15 bis 0,50 Zoll (3,8 bis 13 mm), und bevorzugter etwa 0,20 bis 0,30 Zoll (5,1 bis 7,6 mm). Die Taschen können eine kreisförmige oder ellipsenförmige Konfiguration aufweisen, mit Durchmessern, die im Bereich von etwa 0,20 bis 1,0 Zoll (5,1 bis 25 mm) liegen, bevorzugt von etwa 0,25 bis 0,75 Zoll (6,4 bis 19,1 mm), und bevorzugter von etwa 0,40 bis 0,60 Zoll (10,2 bis 15,2 mm).
Wie nachstehend genauer in Bezug auf 3 erläutert wird, können die Taschen 50 in Bezug auf die nicht saugfähigen Materialien verschieden ausgebildet sein. So können beispielsweise Taschen 50, welche supersaugfähiges Material enthalten, zwischen der Schwallschicht 42 und der äußeren Rückschicht 12 vorhanden sein, oder zwischen zwei Schwallschichten.
Der Begriff ”supersaugfähig” oder ”supersaugfähiges Material” bezeichnet ein in Wasser quellbares, wasserunlösliches, organisches oder anorganisches Material, welches unter den besten Bedingungen zumindest etwa das 20-fache seines Gewichts absorbieren kann, und bevorzugt zumindest etwa das 30-fache seines Gewichts, in einer wässrigen Lösung, welche 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält. Die supersaugfähigen Materialien können natürlich, künstlich, sowie modifizierte natürliche Polymere und Materialien sein. Weiterhin können die supersaugfähigen Materialien anorganische Materialien sein, beispielsweise Silikagele, oder organische Verbindungen, beispielsweise kreuzvernetzte Polymere. Der Begriff ”kreuzvernetzt” bezeichnet jede Einrichtung, die dazu führt, dass normalerweise wasserlösliche Materialien im wesentlichen wasserunlöslich werden, jedoch quellbar. Derartige Einrichtungen können beispielsweise physikalische Verfilzung umfassen, Kristallgrenzen, kovalente Bedingungen, ionische Komplexe und Anlagerungen, hydrophile Anlagerungen, beispielsweise Wasserstoffbindung, und hydrophobe Anlagerungen mit Van-der-Waals-Kräften.
Beispiele für synthetische Polymere aus supersaugfähigem Material umfassen die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Poly(acrylsäure) und Poly(methacrylsäure), Poly(acrylamide), Poly(vinylether), Maleinanhydrid-Copolymere mit Vinylethern und Alphaolefinen, Poly(vinylpyrrolidon), Poly(vinylmorpholinon), Poly(vinylalcohol), und Mischungen und Copolymere aus diesen. Weitere supersaugfähige Materialien umfassen natürliche und modifizierte natürliche Polymere, beispielsweise hydrolisierte Acrylonitril-Propfstärke, Acrylsäure-Propfstärke, Methylcellulose, Chitosan, Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, und die natürlichen Gummi, beispielsweise Alginate, Xanthan-Gummi, Johannisbeerbrotbaum-Gummi und dergleichen. Auch Mischungen aus natürlichen und insgesamt oder teilweise synthetischen supersaugfähigen Polymeren können bei der vorliegenden Erfindung nützlich sein. Weitere geeignete saugfähige Gel-Materialien werden von Assarsson et al in US 3,901,236 A beschrieben, das am 26. August 1975 erteilt, wurde. Prozesse zur Herstellung synthetischer saugfähiger Gel-Polymere werden in US Nr. 4,076,663 A beschrieben, das am 28. Februar 1978 an Masuda et al erteilt wurde, und in US Nr. 4,286,082 A , das am 25. August 1981 an Tsubakimoto et al erteilt wurde.
Supersaugfähige Mittel können teilchenförmig oder faserig sein, und sind vorzugsweise teilchenförmig. Supersaugfähige Mittel sind im allgemeinen in Teilchengrößen erhältlich, die im Bereich zwischen etwa 20 und etwa 1000 Mikrometer liegen. Beispiele für kommerziell erhältliche, teilchenförmige, supersaugfähige Materialien umfassen SANWET^® IM 3900, und SANWET^® IM-500P, erhältlich von Hoechst Celanese in Portsmouth, Virginia, DRYTECH^® 2035LD, erhältlich von Dow Chemical Co. in Midland, Michigan, und FAVOR^® 880, erhältlich von Stockhausen in Schweden. FAVOR^® 880 wird momentan bevorzugt, infolge seiner hohen Gelierungsfestigkeit. Ein Beispiel für ein faseriges, supersaugfähiges Mittel ist OASIS^® 101, erhältlich von Technical Absorbents, in Grimsby, United Kingdom.
Abhängig von der Größe der Taschen 50 und der Dichte des supersaugfähigen Mittels kann jede Tasche 50 etwa 25 bis 500 mg des supersaugfähigen Mittels enthalten, bevorzugt etwa 59 bis 300 mg, und besonders bevorzugt etwa 100 bis 200 mg.
Die Anzahl an Größen der Tasche 50 kann so gewählt sein, dass die Schwallschicht 42 etwa 1 bis 100 Gramm des gesamten supersaugfähigen Mittels enthält, bevorzugt etwa 3 bis 50 Gramm, besonders bevorzugt etwa 5 bis 15 Gramm. Selbstverständlich kann die Gesamtmenge an supersaugfähigem Mittel 58 variieren, abhängig von der Größe und dem Einsatzzweck des saugfähigen Gegenstands. Weiterhin kann das saugfähige Mittel 58 in Taschen vorhanden sein, die in mehr als einer nicht saugfähigen Schicht der Windel vorgesehen sind, wie dies nachstehend erläutert wird.
Zusätzlich zu dem supersaugfähigen Material kann jede Tasche 50, falls erwünscht, ein faseriges, saugfähiges Material enthalten, beispielsweise Holzstofffasern, ein Füllmaterial, ein geruchsaufnehmendes Material, ein duftendes Material, oder ein anderes geeignetes Material. Wenn Materialkombinationen verwendet werden, sollte das supersaugfähige Material zumindest 30% des gesamten Materials in den Taschen 50 bilden, bevorzugt zumindest 50%, weiter bevorzugt zumindest 70%, und besonders bevorzugt zumindest 90% Weiterhin können einige der Taschen, vorzugsweise weniger als 50%, kein supersaugfähiges Material enthalten. Die Taschen ohne supersaugfähiges Material können geruchsaufnehmende Materialien enthalten, Duftstoffe, Lotionen, Weichmacher, antimikrobische Stoffe und dergleichen.
Die Taschen 50 dehnen sich in Richtung zueinander aus, wenn das supersaugfähige Material 58 nass wird. Vorzugsweise sind die Taschen 50 so geformt, dass sie einander während der Ausdehnung berühren können, ohne den gesamten Raum zwischen ihnen zu verschließen. Gesehen von oben, wie in 2, weisen die Taschen 50 vorzugsweise eine kreisförmige, ovale oder elliptische Form auf. Taschen mit derartigen Formen neigen auch weniger zum Reißen infolge von Spannungen, die durch Aufquellen oder Dehnen des supersaugfähigen Mittels hervorgerufen werden, und durch andere Kräfte, die bei der Herstellung des Erzeugnisses und im Gebrauch auftreten. Quadratische und rechteckige Formen sind weniger vorzuziehen, da diese Formen einen im wesentlichen durchgehenden Kontakt entlang den Rändern benachbarter Taschen 50 zulassen. Weiterhin können Taschen mit derartigen Formen leichter reißen.
Alternativ können die Taschen 50, welche das supersaugfähige Material 58 enthalten, in einer anderen, im übrigen nicht saugfähigen Schicht in der Windel vorgesehen sein. Der Begriff ”nicht saugfähig” bezeichnet jenes Material, welches nicht mehr als etwa das 5-fache seines Gewichts in einer wässrigen Lösung absorbiert, die 0,9 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält. Das INDA-Standardtestverfahren IST 10.1 (95), ”Standardtestverfahren für die Absorptionszeit, Absorptionskapazität, und Saugzeit”, veröffentlicht von INDA, der Vereinigung der Nonwoven Fabrics Industry, Cary, North Carolina, stellt die Grundlage für ein geeignetes Testverfahren zur Messung des Absorptionsvermögens zur Verfügung. Der ”Absorptionskapazitätstest (für kleine Proben)” kann dazu verwendet werden, das Absorptionsvermögen eines Materials für den Zweck der vorliegenden Erfindung zu bestimmen, mit folgenden zwei Abänderungen: (i) IST 10.1 (95) legt fest, dass Wasser zu verwenden ist; dies kann durch eine 0,9%-tige wässrige Lösung ersetzt werden, (ii) IST 10.1 (95) legt fest, dass eine Probe von 5 Gramm verwendet wird. Falls erforderlich kann eine kleinere Probe, die von einem saugfähigen Gegenstand erhalten wird, statt dessen verwendet werden.
3 erläutert eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher Taschen 50, welche supersaugfähiges Material 58 enthalten, in der im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen, äußeren Rückschicht 12 vorgesehen und angeordnet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform befinden sich die Taschen 50 unterhalb der Schwallschicht 42, sind zwischen den beiden Beinelastikteilen 30 angeordnet, sowie zwischen den beiden Taillenelastikteilen 26. Ein Merkmal dieser Ausführungsform, verglichen mit der in 2 geschilderten Ausführungsform, besteht darin, dass die Ausbildung von Taschen in der Rückschicht dazu führt, dass die Außenoberfläche des Rückschichtmaterials ein stärkeres Gefühl von vielen kleinen Vertiefungen, und stärker texturiert, hervorruft. Weiterhin ordnet die in 3 gezeigte Ausführungsform das supersaugfähige Material so weit wie möglich entfernt von der Haut des Trägers an, was Hautirritationen verringert, die sich bei Flüssigkeitsstößen in den saugfähigen Gegenstand hinein einstellen können.
Die Deckschicht 14, die Schwallschicht 42, und die Rückschicht 12 sind aus herkömmlichen, nicht saugfähigen Materialien aufgebaut. Mit ”nicht saugfähig” ist gemeint, dass diese Materialien, mit Ausnahme der mit supersaugfähigem Material gefüllten Taschen, eine Absorptionskapazität aufweisen, die 5 Gramm einer 0,9%-tigen wässrigen Salzlösung pro Gramm des Materials nicht überschreitet, unter Verwendung des voranstehend geschilderten Absorptionstests. Sowohl die Schwallschicht 42 als auch die Deckschicht 14 sind aus Materialien mit hoher Flüssigkeitsdurchlässigkeit aufgebaut. Diese Schichten dienen dazu, Flüssigkeit von dem Träger ins Innere des saugfähigen Gegenstands 10 zu übertragen, und schließlich zu dem supersaugfähigen Material 58 in den Taschen 50. Geeignete flüssigkeitsdurchlässige Materialien umfassen poröse gewebte Materialien, poröse Nonwoven-Materialien, Filme mit Öffnungen, offenzellige Schäume, und Watte. Beispiele umfassen, ohne Einschränkung, alle flexiblen, porösen Schichten aus Polyolefinfasern, beispielsweise Polypropylen, Polyethylen oder Polyesterfasern, Vliese aus SpinvliesPolypropylen, Polyethylen- oder Polyesterfasern, Vliese aus Rayonfasern; verfestigte, gekrempelte Vliese aus Kunstfasern oder Naturfasern, oder Kombinationen aus diesen. US 5,904,675 A , erteilt am 18. Mai 1999 an Laux et al, und durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen, stellt weitere Beispiele für geeignete Flüssigkeitsbeanspruchungsmaterialien zur Verfügung. Jede Schicht kann auch aus mit Öffnungen versehenem Kunststofffilm ausgebildet sein. Geeignete Watte umfasst bestimmte luftgeformte, thermomechanische, und chemothermomechanische Holzstoffe. Die verschiedenen Schichten des Gegenstands 10 weisen Abmessungen auf, die in Abhängigkeit von der Größe und Form des Trägers variieren.
Das Rückschichtmaterial 12 sollte wasserdampfdurchlässig sein. Im allgemeinen weist die Rückschicht 12 einen MVTR von zumindest etwa 300 Gramm/m²-24 Stunden auf, unter Verwendung der nachstehend geschilderten Testprozedur, bevorzugt zumindest etwa 1000 Gramm/m²-24 Stunden, und besonders bevorzugt zumindest etwa 3000 Gramm/m²-24 Stunden, unter Verwendung der nachstehend geschilderten Testprozedur. Die in 1 bis 3 gezeigte Rückschicht 12 kann zwei Schichten enthalten, die durch Wärmebindung oder Ultraschallbindung verbunden sind, oder einen Kleber. Eine der Schichten kann ein Nonwoven-Filament-Vlies sein. Die andere Schicht kann ein atmungsfähiger Film sein. Die Rückschicht 12 kann so angeordnet sein, dass das Nonwoven-Vlies nach außen weist, und der atmungsfähige Film nach innen weist, zu der Schwallschicht 42 hin.
Nonwoven-Filament-Vliese können in der Deckschicht 14, der Schwallschicht 42, und/oder der Rückschicht 12 eingesetzt werden. Jedes Nonwoven-Filament-Vlies kann ein Spinvlies sein, ein Schmelzblasvlies, ein verfestigtes, gekrempeltes Vlies, ein luftabgelegtes Vlies, oder jedes andere Nonwoven-Vlies des Filament-Typs, das nicht wesentlich ein wässriges Fluid absorbiert.
Vorzugsweise ist jedes Nonwoven-Vlies aus einem oder mehreren thermoplastischen Polymeren hergestellt. Geeignete Polymere umfassen, ohne Einschränkung, Polyethylen, Polypropylen, Copolymere aus hauptsächlich Ethylen und C₃-C₁₂-Alphaolefinen (üblicherweise bekannt als lineares Polyethylen niedriger Dichte), Copolymere aus hauptsächlich Propylen mit Ethylen und/oder C₄-C₁₂-Alphaolefinen, und flexible Polyolefine einschließlich von Polymeren auf Propylenbasis, welche sowohl ataktische als auch isotaktische Propylengruppen in der Haupt-Polypropylenkette aufweisen, Polyamide und Polyester. Andere geeignete Polymere umfassen, ohne Einschränkung, Elastomere, beispielsweise Polyurethane, Copolyetherester, Polyamid-Polyether-Blockcopolymere, Ethylenvinylacetat-Copolymere, Block-Copolymere mit der allgemeinen Formel A-B-A' oder A-B, beispielsweise Copoly(styrol/ethylen-butylen), Styrol-Polyethylen-propylen)-Styrol, Styrol-Poly(ethylenbutylen)-Styrol, Polystyrol/Poly(ethylen-butylen)/Polystyrol, Poly(styrol/ethylen-butylen)/Styrol, und dergleichen. Metallocen-katalisierte Polyolefine sind ebenfalls nützlich, einschließlich jener, die in US 5,571,619 A ; 5,322,728 A ; und 5,272,236 A beschrieben werden.
Polymere, die unter Verwendung von Metallocen-Katalysatoren hergestellt werden, weisen einen sehr engen Molekulargewichtsbereich auf. Polydispersitätszahlen (Mw/Mn) von unterhalb von 4 und sogar von unterhalb von 2 sind bei Metallocen-erzeugten Polymeren möglich. Diese Polymere weisen auch eine kontrollierte Kurzketten-Verzweigungsverteilung auf, verglichen mit im übrigen ähnlichen, nach dem Verfahren von Ziegler-Natta erzeugten Polymeren. Es ist ebenfalls möglich, ein Metallocen-Katalysatorsystem dazu einzusetzen, die Taktizität des Polymers sehr eng zu kontrollieren.
Jedes Nonwoven-Vlies wird vorzugsweise aus Polyethylen, Polypropylen, oder einem semikristallinen Polypropylen-Ethylen-Copolymer hergestellt. In der Rückschicht 12 kann das Vlies an den atmungsfähigen Film anlaminiert werden, unter Verwendung einer gemusterten Wärmecalanderbindung, Ultraschallbindung, Klebebindung, oder dergleichen. Vorzugsweise decken die verbundenen Bereiche weniger als etwa 25%, bevorzugter weniger als etwa 20% der Grenzfläche zwischen dem Vlies 35 und dem Film 37 ab, so dass die Verbindung nicht die Atmungsfähigkeit des Laminats 16 behindert.
Der atmungsfähige Film in der Rückschicht 12 kann aus einem oder mehreren derselben Polymere wie die Nonwoven-Vliese ausgebildet werden. Bei einer Ausführungsform ist der atmungsfähige Film ein mikroporöser Film, der unter Verwendung verschiedener bekannter Techniken hergestellt werden kann. Vorzugsweise wird der atmungsfähige Film mit einem bekannten Verfahren hergestellt, bei welchem ein Polymer mit etwa 50 bis 75% eines teilchenförmigen Füllstoffs gemischt wird, beispielsweise Calciumcarbonat. Ein Film wird aus der Mischung hergestellt, und der Film wird streckverdünnt, damit er mikroporös und atmungsfähig wird.
4 zeigt eine Ausführungsform einer Schablone, die zur Ausbildung der Taschen 50 in der Schwallschicht 42 oder der Rückschicht 12 verwendet werden kann. Die Schablone 80 kann Löcher 82 aufweisen, die etwas größer sind als die Taschen, die hergestellt werden sollen. Ein nicht saugfähiges Schichtmaterial, beispielsweise ein Spinnvlies, oder ein halsgestrecktes Spinnvlies, kann über der Schablone 80 angeordnet werden. Dann kann ein Unterdruck durch die Öffnungen 82 gezogen werden, wobei beispielsweise ein Unterdruckkasten (nicht gezeigt) eingesetzt wird, der unterhalb der Schablone angebracht werden kann. Der Unterdruck zieht das Schichtmaterial in die Löcher 82, was zur Ausbildung der Taschen führt.
Zu diesem Zeitpunkt können die Taschen 50 mit einem supersaugfähigen Material 58 gefüllt werden, oder mit einer Mischung aus supersaugfähigem Material 58 mit anderem Material. Dann kann ein Kleber über das mit Taschen versehene Schichtmaterial gesprüht werden, beispielsweise ein Heißschmelzkleber, oder irgendein geeigneter Kleber, der auf dem Gebiet bekannt ist, um Schichten eines saugfähigen Gegenstands miteinander zu verbinden. Dann können die anderen Schichten des saugfähigen Gegenstands mit dem mit Taschen versehenen Schichtmaterial vereinigt werden, und miteinander unter Verwendung eines Klebers wie voranstehend beschrieben verbunden werden, oder unter verschiedenen bekannten Ultraschall- und/oder Wärmeverbindungsverfahren. US 5,494,622 A , am 27. Februar 1996 an Heath et al erteilt, beschreibt einige Verfahren zum Verbinden der Schichten eines saugfähigen Gegenstands.
Kleine Mengen an saugfähigem Material können in der Schicht aus nicht saugfähigem Material außerhalb der Taschen vorhanden sein. Dies ist mit der Erfindung verträglich, vorausgesetzt, dass die Schicht aus nicht saugfähigem Material ein Absorptionsvermögen aufweist, das 5 Gramm einer 0,9%-tigen wässrigen Salzlösung pro Gramm der nicht saugfähigen Schicht mit Ausnahme der Taschen nicht überschreitet. Vorzugsweise stellt das supersaugfähige Material in den Taschen zumindest etwa 75% des gesamten Absorptionsvermögens des Gegenstands zur Verfügung, bevorzugt zumindest etwa 90% des gesamten Absorptionsvermögens des Gegenstands.
Der sich ergebende, saugfähige Gegenstand schaltet zumindest eine Schicht aus, durch Kombination der Saugfähigkeitsfunktion mit einer anderen, typischerweise nicht saugfähigen Schicht. Wie voranstehend erläutert können die Taschen 50, welche das supersaugfähige Material 58 enthalten, in einer Rückschicht vorgesehen sein. Bei einer anderen Ausführungsform können Taschen 50, die supersaugfähiges Material 58 enthalten, in mehreren nicht saugfähigen Schichten vorhanden sein, beispielsweise einer Schwallschicht und einer Rückschicht. Der saugfähige Gegenstand kann, wie voranstehend beschrieben, eine Windel sein, ein anderer absorbierender Gegenstand für die Körperhygiene, oder ein medizinischer saugfähiger Gegenstand. Der Begriff ”saugfähiger Gegenstand für die Körperhygiene” umfasst, ohne Einschränkung, Windeln, Trainingshosen, Schwimmbekleidung, saugfähige Unterhosen, Wischtücher für Kleinkinder, Erzeugnisse für inkontinente Erwachsene, und Erzeugnisse für die weibliche Hygiene. Der Begriff ”medizinisches saugfähiges Erzeugnis” umfasst, ohne Einschränkung, saugfähige Kleidungsstücke, Unterlagen, Bandagen, saugfähige Abdecktücher, und medizinische Wischtücher.
Unabhängig davon, in welcher Schicht die Taschen 50 vorgesehen sind, muss das Material der Trägerschicht ein geeignetes Basisgewicht aufweisen, darf also nicht so leicht sein, dass es nicht wirksam das supersaugfähige Material 58 tragen kann, aber auch nicht zu schwer, dass die Taschen 50 nicht ausgebildet werden. So kann beispielsweise das Trägermaterial ein Basisgewicht von etwa 0,2 bis 10 osy (6,8 bis 34 g/m²) aufweisen, geeignet von etwa 0,5 bis 5 osy (17 bis 170 g/m²), und wünschenswert von etwa 1 bis 4 osy (34 bis 136 g/m²). Wenn das Trägermaterial mehrere Schichten enthält, wie im Falle einer äußeren Abdeckung, werden diese Basisgewichte für die vereinigten Schichten (Gesamtsumme) vorgezogen.
Testprozedur zur Messung der Feuchtigkeitsdampftransmissionsrate (MVTR)
Ein Maß für die Atmungsfähigkeit eines Stoffes ist die Feuchtigkeitsdampftransmissionsrate (MVTR), die für die Probenmaterialien entsprechend im wesentlichen ASTM Standard E96-80 berechnet wird, mit minimalen Änderungen der Testprozedur, wie sie nachstehend angegeben sind. Kreisförmige Proben mit einem Durchmesser von 7,62 cm (3 Zoll) werden aus jedem der Testmaterialien ausgeschnitten, und zusammen mit einem Vergleichsstück getestet, welches ein Stück aus einer Schicht CELGARD^® 2500 ist, von der Celanese Separation Products in Charlotte, North Carolina. Die Schicht CELGARD^® 2500 ist eine mikroporöse Polypropylenschicht. Drei Proben werden für jedes Material vorbereitet. Das Testgefäß ist eine Vapometer-Pfanne 60-1, erhältlich von Thwing-Albert Instrument Company in Philadelphia, Pennsylvania. Einhundert Milliliter Wasser werden in jede Vapometer-Pfanne gegossen, und einzelne Proben der Testmaterialien und des Vergleichsmaterials werden über den offenen Oberseiten der einzelnen Pfannen angeordnet. Aufschraubflansche werden angezogen, um eine Dichtung entlang den Rändern der Pfanne auszubilden, so dass das betreffende Testmaterial oder Vergleichsmaterial der Umgebungsatmosphäre über einen Kreis mit einem Durchmesser von 6,5 Zentimeter ausgesetzt ist, mit einer freiliegenden Fläche von annähernd 33,17 Quadratzentimeter. Die Pfannen werden in einen Ofen bei 100°F (37,7°C) mit Zwangsluftumwälzung eine Stunde lang eingebracht, um sich auszugleichen. Der Ofen ist ein Konstanttemperaturofen mit Außenluft, die durch ihn umgewälzt wird, um im Inneren eine Ansammlung von Wasserdampf zu verhindern. Ein geeigneter Zwangsluftofen ist, beispielsweise, ein Ofen Blue M Power-O-Matic 60, erhältlich von der Blue M Electric Company in Blue Island, Illinois. Nach Beendigung des Ausgleichs werden die Pfannen von dem Ofen entfernt, gewogen, und sofort zum Ofen zurückgebracht. Nach 24 Stunden werden die Pfannen aus dem Ofen entnommen, und erneut gewogen. Die vorläufigen Wasserdampftransmissionsratenwerte beim Test werden folgendermaßen berechnet: Test-MVTR = (Gramm Gewichtsverlust über 24 Stunden) × 315,5 g/m² – 24 Stunden
Die relative Feuchte innerhalb des Ofens wird nicht speziell kontrolliert.
Unter vorbestimmten Einstellbedingungen von 100°F (37,7°C) und Feuchte der Umgebungsluft wurde die MVTR für das Vergleichsbeispiel CELCARD^® 2500 als 5000 Gramm pro Quadratmeter für 24 Stunden definiert. Daher läßt man die Vergleichsprobe bei jedem Test mitlaufen, und werden die vorläufigen Testwerte auf festgelegte Bedingungen korrigiert, unter Verwendung der folgenden Gleichung: MVTR = (Test-MTVR/Vergleichs-MVTR) × (5000 g/m² – 24 Stunden)

Claims

Absorbierender Gegenstand, welcher aufweist: eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht (14); eine nicht absorbierende Schwallschicht neben der Deckschicht (14); eine flüssigkeitsundurchlassige Rückschicht (12) neben der Schwallschicht; mehrere Taschen (50) in zumindest der Rückschicht (12); und ein superabsorbierendes Material (58) in zumindest einigen der Taschen (50).
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) in der Schwallschicht und in der Rückschicht (12) vorgesehen sind.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) Tiefen von zumindest 2,5 mm aufweisen, und Durchmesser von 5 bis 25 mm.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) Tiefen von 3,8 bis 13 mm aufweisen, und Durchmesser von 6,4 bis 19 mm.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) Tiefen von 5,1 bis 7,6 mm aufweisen, und Durchmesser von 10 bis 15 mm.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) in Entfernungen von 1,3 bis 38 mm beabstandet sind.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) in Entfernungen von 2,5 bis 25 mm beabstandet sind.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Taschen (50) in Entfernungen von 3,8 bis 13 mm beabstandet sind.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem jede Tasche (50) 25 bis 500 mg des superabsorbierenden Materials aufweist.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem jede Tasche (50) 50 bis 300 mg des superabsorbierenden Materials aufweist.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem jede Tasche (50) 100 bis 200 mg des superabsorbierenden Materials aufweist.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem das Material, in welchem die Taschen (50) vorhanden sind, ein thermoplastisches Polymer umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem das Material, in welchem die Taschen (50) vorgesehen sind, ein thermoplastisches, faseriges Nonwoven-Vlies umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 13, bei welchem das Nonwoven-Vlies ein halsgestrecktes Nonwoven-Vlies umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 13, bei welchem das Nonwoven-Vlies ein Spinnvlies umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Schwallschicht ein faseriges Nonwoven-Vlies umfasst.
Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 1, bei welchem die Rückschicht (12) ein faseriges Nonwoven-Vlies und einen atmungsfähigen, thermoplastischen Film umfasst.