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Bereich der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen neuen absorbierenden Artikel, wie eine Damenbinde, mit
einer absorbierenden Struktur, die dadurch gekennzeichnet ist, dass
sie eine Zone mit hoher Saugfähigkeit aufweist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Absorbierende Strukturen sind bekannt
für den
Einschluss in wegwerfbare absorbierende Artikel, die benutzt werden,
um Körperfluide
und andere Exsudate zu absorbieren. Solche absorbierende Strukturen
wurden traditionell aus leicht verfügbaren und relativ preiswerten
Materialien wie Baumwollfasern, Holzschliffflusen, Zellulosegewebe
oder -watte oder anderen absorbierenden Fasern hergestellt. Diese
Materialien haben eine zufriedenstellende Saugfähigkeit für Fluide sowohl im Hinblick
auf die Saugfähigkeitsrate
als auch auf die gesamte absorbierende Kapazität verfügbar gemacht. Leider können absorbierende
Strukturen, die aus solchen Materialien hergestellt sind, zur Kollabierung
neigen, wenn sie durchnässt
sind, wodurch sie etwas von ihrem Leervolumen verlieren. Solche
Strukturen können
auch ermöglichen,
dass absorbiertes Fluid aus der Struktur heraus auf den Benutzer
des absorbierenden Artikels zurückgequetscht
wird. Wenn solche Strukturen Fluid absorbiert haben, können sie
weiterhin ein unkomfortables feuchtes Gefühl auf der Haut des Benutzers liefern.
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In letzter Zeit wurden superabsorbierende
Polymerpartikel mit den mehr traditionellen absorbierenden Materialien
kombiniert, um Strukturen mit verbesserter Saugfähigkeit und Zurückhaltung
auszustatten, was helfen kann, die Probleme des Ausquetschens und
des feuchten Oberflächengefühls zu eliminieren.
Das Ersetzen der traditionellen absorbierenden Materialien durch
superabsorbierende Polymerpartikel kann auch absorbierende Produkte
ermöglichen,
die dünner
sind, während
sie die absorbierende Kapazität
von dickeren, sperrigeren Produkten behalten. Ein Nachteil von superabsorbierenden
Polymerpartikeln sind dennoch deren relativ hohe Kosten verglichen
mit den mehr herkömmlichen
absorbierenden Materialien.
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Das US-Patent 4,186,165 offenbart
ein Verfahren, um einen absorbierenden Artikel mit einer verdichteten
verbundenen Schicht herzustellen, die als eine Lage von geflockten
Holzschlifffasern geformt ist mit darin verteiltem superabsorbierenden
Material mittels Hindurchtretens der Lage zwischen ersten und zweiten
Kompressionsmitteln, um Druck auf die Lage auszuüben, wobei zumindest eines
der Kompressionsmittel beheizt ist. Durch dieses Verfahren wird
ein absorbierender Artikel, der eine integrale, verdichtete Zone
aufweist, enthaltend superabsorbierende Partikel, gebildet. Die
superabsorbierenden Partikel werden innerhalb des Artikels fixiert,
indem man sie an die Fasern im wesentlichen über die gesamte Lage und innerhalb
der Zone mittels mechanischen Einschließens zwischen den Fasern in
der verdichteten Verbundschicht bindet.
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Die Offenlegung
EP 0 528 248 A1 offenbart
einen absorbierenden Artikel, der einen nassgeformten Verbund umfasst,
sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Der nassgeformte
Verbund wird durch eine Kombination von Fasern und absorbierenden
Materialien gebildet. Das Verfahren beinhaltet das Formen eines Faserbreis,
die Kombination eines absorbierenden Materials mit dem Faserbrei
vor dem Formen des Verbundes und dann das Formen und Trocknen des
Verbundes. Die Partikel des absorbierenden Materials werden dadurch
innerhalb des gesamten Verbundes oder in einer Schicht des Verbundes
durch das Einschließen
zwischen den Fasern, die miteinander verbunden sind, verteilt.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0 719 531 A1 offenbart
eine absorbierende Schicht, hergestellt in der Absicht, eine große Menge
an superabsorbierenden Partikeln zu enthalten. Die absorbierende
Schicht ist aus mehreren Schichten hergestellt, von denen die Oberste
keine superabsorbierenden Partikel enthält. Das superabsorbierende
Polymer wird mit einer Menge von bis zu 300g/m
2 auf
der absorbierenden Schicht aufgetragen. Die Gesamtdicke der Schicht
ist zwischen 0,3 und 1,5 mm.
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Die europäische Offenlegungsschrift
EP 0 769 284 A1 beschreibt
eine Damenbinde, die ein Paar an Kerben umfasst, die in eine obere
Fläche
der Binde durch Kompressionsformen entlang gegenüberliegender Querseiten der
Binde gebildet werden. Jede dieser Kerben weist komprimierte Zonen
mit niedriger und hoher Dichte, die auf dem Boden derselben wechselweise
in Längsrichtung
angeordnet sind. Die Kerbe hat den Vorteil, den Sitz und die Stabilität der Damenbinde
zu verbessern. Die komprimierten Zonen mit niedriger und hoher Dichte
ermöglichen
den Flüssigkeitsaustausch
zwischen dem mittleren Kern und den peripheren Rändern der Damenbinde.
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Da superabsorbierende Polymerpartikel
zusätzlich
dazu neigen anzuschwellen, wenn sie Fluid absorbieren, können sie
verursachen, was allgemein unter Gelblockierung bekannt ist. Mit
anderen Worten, wenn ein Fluid von den Partikeln eines superabsorbierenden
Polymers absorbiert ist, schwellen diese Partikel an und können eine
geschlossene Schicht von geschwollenen superabsorbierenden Partikeln
formen. Diese geschlossene Schicht verhindert dann den Durchtritt
von zusätzlichem
Fluid in die Struktur. Daher müssen
superabsorbierende Polymerpartikel genau innerhalb einer absorbierenden
Struktur platziert werden, um dieses Schwellen zu ermöglichen
und möglichst
vollständig
ihre absorbierende Kapazität
zu nutzen. Allgemein ist die Verhinderung der Gelblockierung durch
Mischen von superabsorbierenden Polymerpartikeln mit Abstandsmaterialien
realisiert worden, wie z. B. absorbierende oder nicht absorbierende
Fasern, oder durch Platzieren der superabsorbierenden Polymerpartikel
in Richtung des Bodens der absorbierenden Struktur. Obwohl diese
Verfahren des Platzierens des superabsorbierenden Polymers die Gelblockierung
minimieren kann, erbringen sie jedoch nicht die effizienteste Benutzung
der absorbierenden Kapazität
des superabsorbierenden Polymers.
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Daher wird eine absorbierende Struktur
mit guter Saugfähigkeit
und Zurückbehaltung
von Fluid benötigt.
Was auch benötigt
wird, ist eine absorbierende Struktur, die hilft ein trockenes Gefühl auf der
Haut des Benutzers bereitzustellen, wenn diese in einem absorbierenden
Artikel benutzt wird. Was weiterhin benötigt wird, ist eine absorbierende
Struktur mit superabsorbierenden Polymerpartikeln, die beabstandet
und innerhalb der Struktur platziert sind, um die Saugfähigkeit
und Zurückbehaltungsfähigkeiten
der superabsorbierenden Polymerpartikel am vollständigsten
einzusetzen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen absorbierenden Artikel mit guter Saugfähigkeit und
Zurückbehaltung
von Fluid bereitzustellen, der helfen wird, ein trockenes Gefühl auf der
Haut eines Benutzers des Artikels bereitzustellen.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine absorbierende Struktur mit superabsorbierenden Polymerpartikeln
bereitzustellen, die beabstandet und innerhalb der Struktur platziert
sind, um mehr vollständig
die Saugfähigkeit
und Zurückbehaltungsfähigkeiten
der superabsorbierenden Polymerpartikel am vollständigsten
einzusetzen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wurde eine neue absorbierende Struktur zur Benutzung in absorbierenden
Artikeln bereitgestellt. Die absorbierende Struktur enthält ein absorbierendes
Element geformt aus absorbierenden Fasern und kann optional zusätzliche
Laminatschichten enthalten, wie eine oder mehrere Schichten an Vliesgewebe.
Das Vliesgewebe kann eine geringere Dichte und eine höhere Porösität als das absorbierende
Element der Erfindung aufweisen, um Fluidaquisition und den Transfer
des aquirterten Fluids zu einem benachbarten absorbierenden Element
mit einer höheren
Dichte zu ermöglichen.
Alternativ kann das Vliesgewebe eine höhere Dichte und geringere Porösität als das
absorbierende Element aufweisen, um Fluidtransport durch den Kapillareffekt
durch das Vliesgewebe zu vergrößern. Bevorzugterweise
werden Vliesgewebe mit geringerer Dichte benachbart zu der körperzugewandten
Oberfläche
eines absorbierenden Elementes platziert, und Vliesgewebe mit höherer Dichte
werden benachbart zu der der Kleidung zugewandten Oberfläche eines
absorbierenden Elements platziert.
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Die absorbierende Struktur weist
periphere Ränder
und einen Mittelbereich auf. Der Mittelbereich ist der Abschnitt
der Struktur, der einwärts
von den Rändern
der Struktur liegt und der vorgesehen ist, um hineinkommendes Fluid
aufzunehmen, wenn die Struktur in einem absorbierenden Artikel benutzt
ist. Die peripheren Ränder
sind die Abschnitte der Struktur die benachbart zu seiner Peripherie
sind.
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Das absorbierende Element weist eine
obere Oberfläche
und eine untere Oberfläche
auf, zwischen denen die Dicke des Elements definiert wird. Die Dicke
des absorbierenden Elements weist obere 35% und untere 65% auf.
Das absorbierende Element weist eine integrale Struktur auf, die
eine Zone mit hoher Saugfähigkeit
aufweist, die eine integrales Gemisch von absorbierenden Fasern
und superabsorbierenden Polymerpartikeln umfasst, und weist eine
erste und eine zweite Oberfläche
auf, die durch eine Zonendicke getrennt sind. Wie hierin verwendet,
bedeutet die Terminologie „integral" eine einheitliche
Struktur, wobei die absorbierenden Fasern durch das gesamte absorbierende
Element vermascht sind. Daher gibt es keine identifizierbaren Laminatschichten,
die separierbar von anderen Schichten innerhalb des Elements sind.
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Die Zone mit hoher Saugfähigkeit
ist in zumindest einem Abschnitt des Mittelbereichs des absorbierenden
Elements und innerhalb der oberen 35% des absorbierenden Elements
angeordnet. Die erste Oberfläche
der Zone mit hoher Saugfähigkeit
kann optional coplanar mit der oberen Oberfläche des absorbierenden Elements
sein, oder alternativ kann die Zone mit hoher Saugfähigkeit
unter der oberen Oberfläche
des absorbierenden Elements sein, selbstverständlich vorausgesetzt, dass
die Zone mit hoher Saugfähigkeit
innerhalb der oberen 35% der Dikke des absorbierenden Elements liegt.
Die Dicke der Zone mit hoher Saugfähigkeit kann bis zu ungefähr 35% der
Dicke des absorbierenden Elements umfassen, die verbleibenden 65%
des absorbierenden Elements sind im wesentlichen frei von superabsorbierenden
Partikeln. Daher umfasst das absorbierende Element eine obere Zone
mit hoher Saugfähigkeit,
die absorbierende Fasern und superabsorbierende Polymerpartikel,
die in oberen 35% der Dicke des absorbierenden Elements angeordnet
sind, enthält, und
einen unteren absorbierenden Bereich, der im wesentlichen frei von
superabsorbierenden Partikeln ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
können
die superabsorbierenden Polymerpartikel mit den absorbierenden Fasern
innerhalb der Zone mit hoher Saugfähigkeit vermischt sein. In
einer bevorzugtesten Ausführungsform
sind die superabsorbierenden Polymerpartikel gleichförmig und
homogen mit den absorbierenden Fasern innerhalb der Zone mit hoher
Saugfähigkeit
vermischt. Alternativ können
die superabsorbierenden Partikel innerhalb der Zone mit hoher Saugfähigkeit
in einem relativ schmalen Bereich, umfassend 15% oder bevorzugterweise
10% der Dicke des absorbierenden Elements, angeordnet sein. Zusätzlich können die
superabsorbierenden Partikel innerhalb der Zone mit hoher Saugfähigkeit
mit einem zunehmenden Gradienten, wobei die Konzentration von superabsorbierenden
Partikeln sich von der ersten Oberfläche der Zone mit hoher Saugfähigkeit
zu der zweiten Oberfläche
der Zone mit hoher Saugfähigkeit
erhöht,
oder mit einem abnehmenden Gradienten verteilt sein, wobei die Konzentration
von superabsorbierenden Partikeln sich von der ersten Oberfläche der
Zone mit hoher Saugfähigkeit
zu der zweiten Oberfläche
der Zone mit hoher Saugfähigkeit
verringert. In einer bevorzugtesten Ausführungsform ist die obere Oberfläche des
absorbierenden Elements im wesentlichen frei von superabsorbierenden
Partikeln, wobei die Zone mit hoher Saugfähigkeit geringfügig unter
der oberen Oberfläche
des absorbierenden Elements ist, wobei die obere Oberfläche, die
bis zu ungefähr 15%
der Dicke des absorbierenden Elements enthält, 100% absorbierende Zellstofffasern
umfasst.
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Die absorbierende Struktur ist nützlich in
absorbierenden Artikeln wie Damenbinden, Windeln, Inkontinenzartikeln
und ähnlichem.
Ein Beispiel von solch einem Artikel umfasst das absorbierende Element
der Erfindung, das zwischen einer flüssikeitsdurchlässigen körperzugewandten
Schicht und einer flüssikeitsundurchlässigen Sperrschicht
enthalten und so positioniert ist, dass die körperzugewandte Schicht benachbart
zu der oberen Oberfläche
des ab sorbierenden Elementes und die undurchlässige Sperrschicht benachbart
zu der unteren Oberfläche
des absorbierenden Elementes ist.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
des absorbierenden Elements der Erfindung.
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2 ist
eine Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
des absorbierenden Elements der Erfindung.
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3 ist
eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
des absorbierenden Artikels der Erfindung.
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4 ist
eine Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
des absorbierenden Artikels der Erfindung.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform
eines absorbierenden Artikels der Erfindung.
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6 ist
eine schematische Illustration eines bevorzugten Geräts, um das
absorbierende Element der Erfindung herzustellen.
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7A ist
eine detaillierte axiale Ansicht des Partikeldrehausträgers des
Geräts
gezeigt in 6 in der
Partikelaustragungsphase.
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7B ist
eine detaillierte Seitenansicht des Partikeldrehausträgers des
Geräts
gezeigt in 6 in der Partikelaustragungsphase.
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8A ist
eine detaillierte axiale Ansicht des Partikeldrehausträgers des
Geräts
gezeigt in 6 in der
Recyclephase.
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8B ist
eine detaillierte Seitenansicht des Partikeldrehausträgers des
Geräts
gezeigt in 6 in der Recyclephase.
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9 ist
eine detaillierte Ansicht des gravimetrischen Zuführapparats
und des Pulveraufnehmers, um den Partikeldrehausträger des
Apparats gezeigt in 6 zu
speisen.
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10 ist
eine Planansicht einer bevorzugten Ausführungsform des absorbierenden
Elements der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Weitere Eigenschaften und Vorteile
der Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung,
beigefügten
Zeichnungen und nicht beschränkenden
Beispielen klar werden.
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Die vorliegende Erfindung ist auf
neue absorbierende Artikel gerichtet, wie zum Beispiel Damenbinden,
die eine absorbierende Struktur aufweisen, die ein absorbierendes
Element enthält,
das eine integrale Zone mit hoher Saugfähigkeit aufweist, die benachbart
zu einer oberen Oberfläche
des absorbierenden Elements angeordnet ist. Die absorbierenden Artikel
werden allgemein eine körperzugewandte
flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht,
eine der Kleidung zugewandte flüssigkeitsundurchlässige Sperrschicht
und eine absorbierende Struktur zwischen der körperzugewandten Schicht und
der Sperrschicht aufweisen. Die absorbierende Struktur kann optional
eine Mehrschichtlaminatstruktur enthalten, die eine oder mehrere
Schichten von Vliesgeweben aufweisen kann, z. B. Fluidtransferschichten
zusätzlich
zu dem absorbierenden Element. In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die absorbierende Struktur eine obere körperzugewandte Fluidtransferschicht
und ein unteres absorbierendes Element zwischen der Fluidtransferschicht
und der Sperrschicht. Die Fluidtransferschicht weist bevorzugterweise
eine Porösität auf, die
größer als
die Porösität des absorbierenden
Elements ist.
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Das absorbierende Element weist einen
Mittelbereich und periphere Ränder
und eine obere Oberfläche
und eine untere Oberfläche
auf, die dazwischen eine Dicke des absorbierenden Elements definieren.
Die Dicke des absorbierenden Elements weist obere 35% und untere
65% auf. Zumindest ein Abschnitt des absorbierenden Elements weist
eine Zone mit hoher Saugfähigkeit
mit einer ersten Oberfläche
und einer zweiten Oberfläche
auf, die durch die Dicke der Zone mit hoher Saugfähigkeit
(nachstehend „Zonendicke") getrennt sind,
die weniger als ungefähr
35% der Dicke des absorbierenden Elements umfasst. Die Zone mit
hoher Saugfähigkeit
ist in zumindest einem Abschnitt des Mittelbereichs in den oberen
35% des absorbierenden Elements angeordnet. Die erste Oberfläche der
Zone mit hoher Saugfähigkeit kann
optional koplanar mit der oberen Oberfläche des absorbierenden Elements
oder alternativ geringfügig
unter der oberen Oberfläche
sein, wobei der Bereich zwischen der oberen Oberfläche und
der ersten Oberfläche
im wesentlichen frei von superabsorbierenden Partikeln ist. Die
unteren 65% der Dicke des absorbierenden Elements sind im wesentlichen frei
von superabsorbierenden Partikeln.
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Die neue absorbierende Struktur der
vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, um in wegwerfbaren absorbierenden
Artikeln eingesetzt zu werden. Diese Artikel sind geeignet, um von
dem Benutzer in direktem Kontakt mit dem Körper mit dem Zweck getragen
zu werden, Körperfluide
zu absorbieren, und werden anschließend nach einer einzigen Benutzung
weggeworfen.
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Bezug nehmend auf 1 ist eine Schnittansicht einer ersten
bevorzugten Ausführungsform
des absorbierenden Elements 1 der vorliegenden Erfindung
gezeigt. 1 zeigt ein
integrales absorbierendes Element 1 mit einer Zone 2 mit
hoher Saugfähigkeit,
die eine erste Oberfläche 3 und
eine zweite Oberfläche 4 aufweist,
die voneinander durch eine Dicke 6 getrennt sind. Das absorbierende
Element weist eine Dicke 5 zwischen einer oberen Oberfläche 23 und
einer unteren Oberfläche 24 auf.
Die Zone mit hoher Saugfähigkeit umfasst
absorbierende Fasern 7 und superabsorbierende Polymerpartikel 8.
Die superabsorbierenden Polymerpartikel 8 sind im wesentlichen
innerhalb der Zone 2 mit hoher Saugfähigkeit im Dickenbereich 6 enthalten. Es
kann in der bevorzugten Ausführungsform,
illustriert durch 1,
gesehen werden, dass die obere Oberfläche 23 im wesentlichen
frei von superabsorbierenden Polymerpartikeln 8 ist, und
dass die superabsorbierenden Polymerpartikel 8 voneinander
durch absorbierende Fasern 7 in der Zone 2 mit
hoher Saugfähigkeit über die
Dicke 6 getrennt sind.
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Die absorbierenden Fasern des vorliegenden
absorbierenden Elements können
irgendeine absorbierende Faser, die in der Technik bekannt ist,
umfassen, enthaltend ohne Beschränkung
natürlich
auftretende Fasern oder synthetische Fasern. Beispiele von natürlich auftretenden
absorbierenden Fasern sind Holzschliff, Baumwolle, Seide, Hanf und ähnliche,
während
Beispiele von synthetischen absorbierenden Fasern ohne Beschränkung Rayonfasern,
individuell querverbundene Zellulosefasern, Acrylfasern und ähnliche
enthalten. Eine bevorzugte absorbierende Faser für das absorbierende Element
sind Holzschliffflusen.
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Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung verweist der Ausdruck „superabsorbierendes
Polymer" auf Materialien,
die fähig
sind, zumindest ungefähr
das Zehnfache ihres Gewichts an Körperfluiden unter einem 0,5
psi Druck zu absorbieren und zurückzuhalten.
Die superab sorbierenden Polymerpartikel der Erfindung können anorganisch
oder organisch querverbundene hydrophile Polymere sein, wie Polyvinylalkohole,
Polyethylenoxide, querverbundene Stärke, Guargummi, Xanthangummi
und ähnliche.
Die Partikel können
die Form von Pulver, Körnern,
Granulaten oder Fasern aufweisen. Bevorzugte superabsorbierende
Polymerpartikel zur Benutzung in der vorliegenden Erfindung sind
querverbundene Polymeracrylate, solche wie das Produkt von Sumitomo
Seika Chemicals Co., Ltd. aus Osaka, Japan, das unter der Handelsnamenbezeichnung
SA60N Type IITM angeboten wird, und das
Produkt, das von Chemdal International, Inc. aus Palatine, Illinois,
unter der Handelsnamenbezeichnung 2100ATM angeboten
wird. Obwohl ein weiter Bereich an Superabsorbentien für den Einsatz
in dieser Erfindung geeignet sind, sind bevorzugte superabsorbierende
Partikel jene, die gut geeignet sind, um bei Konzentrationen von
30% oder mehr mit Zellstoff gemischt zu werden und die keine Gelblockierung
bei diesen Konzentrationen aufweisen. Im Einklang mit der vorliegenden
Erfindung können
Abschnitte der Zone mit hoher Saugfähigkeit abhängig von ihrer Dimensionierung
von ungefähr
10% bis ungefähr
80% Superabsorbentien enthalten. US Patent 5,562,646 von Goldman,
das in seiner Gesamtheit hier eingefügt ist, offenbart Superabsorbentien,
die besonders gut geeignet für
diese Anwendung sind, wenn der Anteil der Superabsorbentien lokal
größer als
60% ist. Wie vollständiger
darin offenbart wird, weisen diese Superabsorbentien hohe Leistung-unter-Druck-Werte,
typischerweise größer als
23 g/g unter einem begrenzenden Druck von 0,7 Gramm, und ein Salzflussleitvermögen größer als
30 × 10–7 auf.
Diese Superabsorbentientypen sind fähig, Fluid zu absorbieren,
eine trockenes Oberflächengefühl bereitzustellen
und ermöglichen
dennoch, Fluid durch den SAP-Bereich zu passieren, wobei jedwede
Gelblockierung minimiert wird.
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US Patent 5,691,542 von Melius, das
in seiner Gesamtheit hier eingefügt
ist, offenbart superabsorbierende Partikel, die besonders zum Mischen
mit Zellstoffflusen bei einem Anteil von ungefähr 30% geeignet sind. Die bevorzugtesten
Superabsorbentien weisen einen Druckabsorptionsindex (wie darin
definiert) größer als
100 und bevorzugterweise einen Druckabsorptionsindex größer als
110 und am bevorzugtesten einen Druckabsorptionsindex größer als
120 auf. Beispiele von bevorzugten superabsorbierenden Partikeln
umfassen, sind aber nicht limitiert auf superabsorbierende Partikel
die kommerziell verfügbar
sind von Sumitomo Chemical Company unter dem Handelsnamen J550,
SA60S, SA60SL, SA60SX oder von Chemdal Company unter dem Handelsnamen
ASAP 1100, ASAP 2000, ASAP 2100, ASAP 2102, ASAP 2100A, ASAP 2300,
und von der Stockhausen GmbH unter dem Handelsnamen Favor SXM 77.
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Die absorbierenden Elemente gemäß der vorliegenden
Erfindung können
auch andere absorbierende oder nicht absorbierende Materialien umfassen,
wie Bindemittel, nicht absorbierende Fasern, Geruch kontrollierende
Partikel oder Düfte.
Beispiele von geeigneten Bindemitteln enthalten ohne Beschränkung auf
Ethylenvinylacetat basierende Latexbindemittel, Klebestoffe und
thermisch verschmelzbare Fasern, wie Bikomponentenfasern. Beispiele
von geeigneten nicht absorbierenden Fasern enthalten ohne Beschränkung Polyesterfasern,
Polyolefinfasern und Bikomponentenfasern.
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Absorbierende Elemente gemäß der vorliegenden
Erfindung werden allgemein durch Aufbringen der Fasern und superabsorbierenden
Polymerpartikel im Luftstrom hergestellt. Ein bevorzugtes Verfahren,
um das absorbierenden Elements der Erfindung zu formen, umfasst
zunächst
das Formen von Zellstoffflusen aus einem Zellstoffbogen in einer
Hammermühle
oder in ähnlichem
Gerät,
das vorgesehen ist, um die Zellstofffasern des Bogens zu zerfasern
oder zu trennen und „zu öffnen". Die getrennten
Zellstofffasern werden dann in einem Luftstrom mitgerissen und auf
einer kleine Öffnungen
aufweisenden Oberfläche
abgelagert, um einen Zellstoffklumpen oder eine Zellstofflage zu
formen. Der demgemäß geformte
Zellstoffklumpen oder die Zellstofflage stellt eine Ansammlung an
individuellen Fasern in einer sehr losen Konfiguration dar. Der
faserartige Klumpen ist im wesentlichen nicht komprimiert, wobei
er Lücken
zwischen den Fasern lässt,
die den Klumpen umfassen. Superabsorbierende Polymerpartikel, die
zu dem losen Klumpen zugefügt
werden, fallen in diese Lücken
zwischen den Fasern. Die superabsorbierenden Polymerpartikel können zu
einem Bereich der in Luft mitgerissenen Fasern hinzugefügt werden
zwecks Ablagerung im wesentlichen überall in der Dicke der Zone
mit hoher Saugfähigkeit.
Alternativ können
die superabsorbierenden Polymerpartikel direkt auf einen geformten
Zellstoffklumpen an einen gewünschtem
Punkt in dem Zellstoffablagerunsgprozess abgelagert werden, um zu
gewährleisten,
dass die superabsorbierenden Partikel in der gewünschten schmalen Zone innerhalb
der Dicke der Struktur angeordnet werden. In dem vorhergehenden
Fall werden die Partikel mit Zellstofffasern überall in der Zone mit hoher
Saugfähigkeit
der integralen absorbierenden Struktur vermischt. In dem letzteren
Fall fallen die Partikel in die Lücken zwischen den Fasern, um
eine ziemlich konzentrierte Zone mit hoher Saugfähigkeit innerhalb der integralen
absorbierenden Struktur mit Fasern, die die Partikel trennen, zu
formen. In beiden Fällen werden
die Partikel durch Fasern getrennt. Schließlich werden in einer bevorzugten
Ausführungsform
Zellstofffasern auf die obere Fläche
der Zone mit hoher Saugfähigkeit
gelegt, so dass die obere Oberfläche
des absorbierenden Elements im wesentlichen frei von superabsorbierenden
Polymerpartikeln ist. In allen Fällen
werden dennoch die superabsorbierenden Polymerpartikel im wesentlichen
voneinander durch vermaschte Zellstofffasern innerhalb der Zone
mit hoher Saugfähigkeit
getrennt, um die integrale Konfiguration des absorbierenden Elements
zu erhalten.
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Die Zone mit hoher Saugfähigkeit,
angeordnet benachbart zu der oberen Oberfläche des absorbierenden Elements,
kann sich über
die gesamte obere Oberfläche
des absorbierenden Elements erstrecken oder kann alternativ in einem
besonders lokalisierten Bereich des absorbierenden Elements beschränkt sein,
wie zum Beispiel lediglich in einem Mittelbereich angeordnet und
einwärts
entfernt von den Längsrändern oder Querendbereichen
des absorbierenden Elements beabstandet. Alternativ kann in einer
anderen Ausführungsform
die Zone mit hoher Saugfähigkeit
eine Vielzahl diskreter Bereiche umfassen, die im wesentlichen voneinander
getrennt sind. Gemäß dieser
Ausführungsform
ist eine erste Zone mit hoher Saugfähigkeit in einem Mittelbereich
des absorbierenden Elements angeordnet und eine oder mehrere längs- oder
querorientierte Zonen mit hoher Saugfähigkeit können benachbart zu den sich
längs erstreckenden
Seiten oder über
die Querendbereiche in einem voneinander beabstandeten Verhältnis zueinander
angeordnet sein.
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Die Dicke der absorbierenden Struktur
kann überall
in der Erstreckung des absorbierenden Elements gleichförmig sein,
oder für
den Zweck einer speziellen Passform, Flexibilität und Saugfähigkeitsbedarf kann die absorbierende
Struktur ein sich verjüngendes
Profil aufweisen, wobei bestimmte Bereiche der Struktur, wie ein Mittelbereich,
dicker als andere Bereiche sind.
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Wie in den 2 und 4 gezeigt
wird, kann die Zone mit hoher Saugfähigkeit von Begrenzungen umfasst
werden, wie verdichtete Rinnen. In dieser Ausführungsform umfasst die Zone
mit hoher Saugfähigkeit ungefähr 35% der
Dicke des absorbierenden Elements und ist komplett in einem mittig
angeordneten Bereich zwischen den Rinnen enthalten. Obwohl die Zone
mit hoher Saugfähigkeit
sich in die verdichteten Rinnen erstrecken kann, ist es bevorzugt,
dass die Rinnen im wesentlichen frei von superabsorbierenden Partikeln
sind. Die Begrenzungen können
auch andere strukturierende Elemente umfassen, wie erhöhte Bereiche,
die eine größere Dicke
oder Stärke
als die umgebenden Bereiche bemessen; abweisend behandelte Bereiche;
eingeprägte
oder eingedrückte
Bereiche, die eine geringere Stärke
oder Dicke als die umgebenden Bereiche bemessen; gefärbte Bereiche,
die Tinten oder andere Färbemittel
aufweisen, die darauf gedruckt wurden oder in anderer Weise behandelt
wurden, um eine Farbe darzustellen, die sichtbar erkennbar als verschieden
von den Farben der umgebenden Bereiche ist; oder die Ränder der
absorbierenden Struktur. Alternativ kann die obere Oberfläche der
Struktur teilweise mit einem Film oder einem anderen undurchlässigen Material
bedeckt sein, nur eine mittlere Öffnung
unbedeckt lassend. In solch einem Fall würde die mittlere Öffnung die
Zone mit hoher Saugfähigkeit
sein.
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Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist, dass das gesamte absorbierende Element, die Zone
mit hoher Saugfähigkeit
einschließend,
eine integrale Struktur ist, wobei die absorbierenden Fasern, die das
absorbierende Element umfassen, durchgängig mit den absorbierenden
Fasern vermischt sind, die die Zone mit hoher Saugfähigkeit
umfassen, und wobei kein erkennbares Laminat oder keine separate
Struktur vorliegt. Mit anderen Worten, die Superabsorbentien enthaltende
Zone mit hoher Saugfähigkeit
liegt nicht als eine separate Schicht innerhalb des absorbierenden
Elements vor; statt dessen ist sie einfach ein Bereich innerhalb
des absorbierenden Elements. Ein Vorteil dieses integralen Strukturtyps
ist, dass sie als eine einzige Gesamtstruktur während der Fluidabsorption verbleibt
und nicht der Delaminierung oder dem Aufreissen von Lücken ausgesetzt
ist, wenn ein Fluid absorbiert wird. Solch ein Lückenaufreissen oder eine Delaminierung unterbricht
den Fluidtransport und die Verteilfähigkeiten der Struktur und
kann ihre Gesamtsaugfähigkeit
verringern. Eine integrale absorbierende Struktur ermöglicht auch
einen einfacheren Prozess für
die Konstruktion des absorbierenden Artikels.
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Das absorbierende Element, gezeigt
in 2, ist eine alternative
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
ein integrales absorbierendes Element, umfassend eine Zone 2 mit
hoher Saugfähigkeit mit
einer ersten Oberfläche 3 und
einer zweiten Oberfläche 4,
getrennt voneinander durch eine Dicke 6. Das absorbierende
Element weist eine Dicke 5 und eine Zone 2 mit
hoher Saugfähigkeit
mit einer Zonendicke 6 benachbart zu der ersten Oberfläche auf.
Das absorbierende Element umfasst absorbierende Fasern 7 und superabsorbierende
Polymerpartikel 8. Die superabsorbierenden Polymerpartikel 8 sind
im wesentlichen innerhalb der Dicke 6 der Zone mit hoher
Saugfähigkeit
enthalten. Es kann in der von 2 illustrierten
Ausführungsform
gesehen werden, dass die obere Oberfläche 23 im wesentlichen
frei von superabsorbierenden Polymerpartikeln 8 ist, und
dass die superabsorbierenden Polymerpartikel 8 mit absorbierenden
Fasern 7 in der Dicke 6 der Zone mit hoher Saugfähigkeit
gemischt sind. 2 zeigt
auch die Gegenwart von zwei verdichteten Rinnen 12, die
in das absorbierende Element nach seiner Bildung gepresst werden
können.
Jede Rinne 12 weist innere Ränder 13 und einen
tiefsten Abschnitt oder Boden 14 auf. Die Rinnen definieren
dazwischen die Zone mit hoher Saugfähigkeit. Seitenabschnitte 15 des
Elements enthalten die Abschnitte des Elements, die außerhalb
der Rinnen 12 sind, oder die Abschnitte des Artikels, die
zwischen dem oberen Ende 16 der Rinne und dem äußeren Rand 17 des
Elements sind. Diese Seitenabschnitte 15 können Superabsorbentien
enthalten oder sie können
frei von Superabsorbentien sein. Jeder Seitenabschnitt 15,
gezeigt in 2, umfasst eine
obere Oberfläche 18 und
eine untere Oberfläche 19 getrennt
voneinander durch eine Seitenabschnittsdikke 21. Die Seitenabschnittsdicke 21 kann
im wesentlichen äquivalent
zu der Dicke 6 der Zone mit hoher Saugfähigkeit sein, wie in 2 gezeigt; dennoch kann
die Seitenabschnittsdicke 21 im wesentlichen mehr oder
weniger als die Dicke 6 der Zone mit hoher Saugfähigkeit
sein.
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Die Seitenabschnittsdicke 21 kann
eine zweite Dicke 22 einer Zone mit hoher Saugfähigkeit
benachbart zu der oberen Oberfläche 18 umfassen.
Die zweite Zone 22 mit hoher Saugfähigkeit umfasst 35% der Seitenabschnittsdicke 21.
Wie in 2 gezeigt wird,
umfasst jeder Seitenabschnitt 15 absorbierende Fasern 7 und
superabsorbierende Polymerpartikel 8, wobei die superabsorbierenden
Polymerpartikel 8 im wesentlichen innerhalb des zweiten Bereichs 22 enthalten
sind.
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Der absorbierende Artikel 30,
gezeigt in 3, ist eine
Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des absorbierenden
Artikels der vorliegenden Erfindung. Der absorbierende Artikel 30 von 3 weist ein integrales absorbierendes
Element, umfassend eine Zone 2 mit hoher Saugfähigkeit
mit einer ersten Oberfläche 3 und
einer zweiten Oberfläche 4,
auf, die durch eine Dicke 6 voneinander getrennt sind.
Wie oben diskutiert, wird die Zone mit hoher Saugfähigkeit
integral mit dem absorbierenden Element gebildet und daher sind
die ersten und zweiten Oberflächen 3 und 4 nicht
per se identifizierbare Oberflächen.
Vielmehr sind sie durch eine Abwesenheit von irgendwelchen superabsorbierenden
Polymerpartikeln gekennzeichnet. Die Dicke 5 des absorbierenden
Elements weist eine Dicke 6 einer Zone mit hoher Saugfähigkeit
in den oberen 35% auf. Das absorbierende Element umfasst absorbierende
Fasern 7 und superabsorbierende Polymerpartikel 8. Die
superabsorbierenden Polymerpartikel 8 sind im wesentlichen
innerhalb der Dicke 6 der Zone mit hoher Saugfähigkeit
enthalten. Es kann in der bevorzugten Ausführungsform, illustriert durch 3, gesehen werden, dass
die obere Oberfläche
23 im wesentlichen frei von superabsorbierenden Polymerpartikeln 8 ist
und dass die superabsorbierenden Polymerpartikel 8 mit
absorbierenden Fasern 7 in der Dicke 6 der Zone
mit hoher Saugfähigkeit
vermischt sind. Das integrale absorbierende Element ist belegt mit
einer Fluidtransferschicht 32 und zwischen einer körperzugewandten
Schicht 33 und einer Sperrschicht 34 positioniert,
so dass die obere Oberfläche 23 benachbart
zu der Fluidtransferschicht 32 ist, die benachbart zu der
körperzugewandten
Schicht 33 ist.
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Die körperzugewandte Schicht 33 und
die Sperrschicht 34 sind aneinander um die Peripherie des
absorbierenden Elements verbunden, um das zu bilden, was allgemein
als Bundversiegelung bekannt ist.
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Der absorbierende Artikel 40,
gezeigt in 4, ist eine
Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des absorbierenden
Artikels der vorliegenden Erfindung. Der absorbierende Artikel 40 von 4 weist ein integrales absorbierendes
Element, umfassend eine Zone 2 mit hoher Saugfähigkeit
mit einer ersten Oberfläche 3 und
einer zweiten Oberfläche 4 auf,
die voneinander durch eine Dicke 6 getrennt sind, im wesentlichen
wie in 2 gezeigt und
im Detail oben beschrieben ist. Wie in 4 gezeigt wird, ist das integrale absorbierende
Element von 2 zwischen
einer körperzugewandten
Schicht 33 und einer Sperrschicht 34 positioniert,
so dass die obere Oberfläche 23 benachbart
zu der körperzugewandten
Schicht 33 ist. Die körperzugewandte
Schicht 33 folgt der Form der oberen Oberfläche, um
die inneren Ränder 13 der
Rinnen auszukleiden. Die körperzugewandte
Schicht 33 kann mit dem Boden 14 oder dem niedrigsten
Abschnitt der Rinne 12, wie in 4 gezeigt, verbunden oder abgesichert
sein.
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Die körperzugewandte Schicht 33 und
die Sperrschicht 34 sind aneinander um die Peripherie des
absorbierenden Elements verbunden, um das zu bilden, was allgemein
als Bundversiegelung 36 bekannt ist.
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Obwohl die Artikel 30 und 40,
gezeigt in 3 bzw. 4, die körperzugewandte Schicht 33 und
die Sperrschicht 34 aufweisen, die durch eine Bundversiegelung 36 verbunden
sind, ist dies nur zum Zweck der Veranschaulichung. Die Anwesenheit
einer Bundversiegelung ist nicht nötig, um die Nutzen und Vorteile
der Erfindung zu erreichen. Alternativ kann die körperzugewandte
Schicht des absorbierenden Artikels komplett um das absorbierende
Element herumgewickelt werden und kann überlappt und auf der Unterseite
des Artikels auf sich selbst versiegelt werden. Die Sperrschicht
kann entweder zwischen dem absorbierenden Element und dem überlappten
Abschnitt der körperzugewandten
Schicht oder auf der äußeren Oberfläche des überlappten Abschnitts
der körperzugewandten
Schicht zugegen sein. Andere Verfahren, um eine körperzugewandte Schicht
und eine Sperrschicht an einer absorbierenden Artikelstruktur zu
sichern, werden für
diejenigen offensichtlich sein, die vertraut mit der Konstruktion
von absorbierenden Artikeln sind.
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Die körperzugewandte Deckschicht
kann irgendein weiches, flexibles, poröses Material umfassen, das einem
Fluid ermöglicht
durchzudringen, und kann zum Beispiel von einer nicht gewebten Gewebeschicht
oder einem mit Löchern
versehenen oder perforierten Plastikfilm umfasst sein. Beispiele
von geeigneten Vliesgewebeschichten enthalten, ohne Beschränkung, gekämmte Gewebe,
Spinnvliese, schmelzgeblasene Gewebe, willkürlich gelegte Gewebe und ähnliche.
Die Fasern, die solche Gewebe umfassen, können Polyester, Polyethylen,
Polypropylen, Reyon oder Kombinationen von diesen umfassen. Die
Gewebe können
ferner Bindemittel, oberflächenaktive
Stoffe oder andere Behandlungen umfassen. Ein bevorzugtes Material
für die
körperzugewandte
Schicht der Erfindung ist ein homogenes Gemisch an Polypropylenstapelfasern
mit hohem Denier und Polypropylenstapelfasern mit niedrigem Denier.
Die Stapelfasern mit hohem Denier und die Stapelfasern mit niedrigem
Denier unterscheiden sich bevorzugterweise um 2 Denier, wobei die
Stapelfasern mit niedrigem Denier bevorzugterweise einen Denier
von ungefähr
3 aufweisen, und die Stapelfasern mit hohem Denier bevorzugterweise
einen Denier von ungefähr
5 aufweisen. Die Stapelfasern mit hohem Denier sind in dem Vliesgewebe
in einer Menge von 40 bis 60 Gewichtsprozent zugegen. Die Stapelfasern
mit niedrigem Denier sind in dem Vliesgewebe in einer Menge von
40 bis 60 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht des Vliesgewebes,
zugegen.
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Die Sperrschicht ist eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht
und kann irgendein flexibles Material umfassen, das den Transfer
von Fluid verhindert, aber nicht nötigerweise den Durchtritt von
Gasen verhindert. Allgemein benutzte Materialien sind Polyethylen-
oder Polypropylenfilme. Andere geeignete Polymerfilmmaterialien,
die als undurchlässige
Sperren benutzt werden können,
enthalten, aber sind nicht beschränkt auf Polyester, Polyamide,
Polyethylenvinylacetat, Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid
und ähnliche
und Kombinationen davon. Co-extrudierte und laminierte Kombinationen
der voranstehenden Materialien können
benutzt werden, wobei solche Kombinationen durch die chemischen
und physikalischen Eigenschaften des Films ermöglicht werden. Fluidundurchlässige Schäume und
abweisend behandelte Papiere können
auch eingesetzt werden. Filme, die Fluidsperren darstellen, aber
Gas ermöglichen
hinauszudringen, d. h. „atmende
Filme", können eingesetzt
werden. Diese können
unter Polyurethanfilmen und microporösen Filmen ausgewählt werden,
wobei die Microporösität durch
ionisierende Strahlung oder durch das Auswaschen von löslichen
Einschlüssen
unter Verwendung wässriger
oder nicht wässriger
Lösungsmittel
entstanden ist. Gewebe, deren Oberflächen abweisend gemacht worden
sind, oder deren Poren aufgrund einer dichten Faserpackung schmal sind,
oder deren Poren in der Größe durch
Verschließen
von viel Flüssigkeit
aufnehmenden Poren reduziert worden sind, können auch alleine oder zusammen
mit atmenden Filmen als atmende Sperren eingesetzt werden.
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Ein geeignetes Rückschichtmaterial kann ein
opakes Polyolefin, beispielsweise Polyethylen, – Gewebe, das undurchlässig für Körperfluide
und ungefähr
0,001 Inch dick ist. Ein weiteres geeignetes Schichtmaterial für diesen
Zweck stellt ein Polyester, beispielsweise Polyethylenterephthalat,
-Gewebe dar, das eine Dicke von ungefähr 0,0005 Inch aufweist.
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Ein bevorzugtes Gerät, um die
absorbierende Struktur der Erfindung herzustellen, ist in 6 illustriert. In Bezug
auf 6 kann das absorbierende
Element der vorliegenden Erfindung nach dem folgenden Verfahren
hergestellt werden. Während
jedwede der absorbierenden Fasern, die vorhergehend besprochen wurden,
benutzt werden können,
um ein absorbierendes Element zu formen, werden zu Illustrationszwecken Holzschlifffasern
benutzt, um das bevorzugte Gerät
zu beschreiben. Der Holzschliff des absorbierenden Elements wird
in Rohmaterialform als eine komprimierte Schicht oder als ein Zellstoffbogen 50,
der auf eine Rolle gewickelt ist, zugeführt. Die Zellstoffabwicklung 51 ermöglicht dem
Bogen, in eine Zellstoff mühle 52 geführt zu werden,
wo ein Hochgeschwindigkeitshammerrotor den Bogen in im wesentlichen
individuelle Holzschlifffasern von ungefähr 2,5 mm mittlerer Länge auflöst, allgemein
bekannt als Zellstoffflusen oder Grundholzschliff. Luft wird durch
die Zellstoffmühle
und die angrenzende Formkammer 53 durch ein Formradvakuum 54 gezogen.
Diese Luft befördert
die Zellstoffflusen zu einem Formrad 55 und in eine Form 56.
Die Formen 56 sind Hohlräume in der Formradoberfläche, beabstandet
um den Umfang des Formrades 55. Der Boden der Formen umfasst
ein poröses
Sieb, um der Luft zu ermöglichen,
durch die Form hindurchgezogen zu werden, wobei die Zellstoffflusen
auf dem Sieb abgelegt verbleiben.
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Die Formen sind auf dem Formrad montiert,
welches im Uhrzeigersinn dreht. Wenn die Formen bei Position A in
die Formkammer eintreten, sind sie leer. In der anfänglichen
Faserablagezone 57 werden 100% Zellstofffasern auf dem
Boden der Formen 56 abgelegt. Die Dicke des abgelegten
Zellstoffs in der anfänglichen Faserablagezone
umfasst 5% bis 25% der endgültigen
Dicke des absorbierenden Elements, und fungiert als ein Filter,
um das granuläre
superabsorbierende Polymerpulver zu halten, die in der Form abgelegt
werden. Die Begrenzungen der anfänglichen
Faserablagezone 57 werden durch die linke Seite der Formkammer 53 und
die linke Seite der Abdichtung für
die Pulveraustragungszone 58 gebildet.
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Die Partikelaustragungszone 58 umfasst
ein Drehpartikelaustragungsventil 59, das eine vorherbestimmte
Menge an Partikeln in die Zellstoffflusen in jede Form abgibt. Die
Partikel werden in einem Mustern ausgetragen, das in Phase mit den
Formen ist, um eine Zone mit hoher Saugfähigkeit zu bilden, und in dieser Ausführungsform
in der Weise, dass die Zone mit hoher Saugfähigkeit im wesentlichen in
der Form zentriert ist. Bevorzugterweise ist die Zone mit hoher
Saugfähigkeit
zumindest 3 mm einwärts
von den peripheren Rändern
der Form beabstandet. Am Bevorzugtesten ist die Zone mit hoher Saugfähigkeit
zumindest 7 mm einwärts von
den peripheren Rändern
der Form beabstandet und daher auch zumindest 7 mm von den peripheren
Rändern
des darin enthaltenen absorbierenden Elements. Obwohl die in dieser
Ausführungsform
gezeigte Zone mit hoher Saugfähigkeit
im wesentlichen rechteckig ist, ist die Form der Zone mit hoher
Saugfähigkeit
nicht auf eine rechteckige beschränkt. Jede Form einer Zone mit
hoher Saugfähigkeit
kann benutzt werden und ein gewöhnlicher
Fachmann wird erkennen, dass variierte Formen von Zonen mit hoher
Saugfähigkeit
gewünscht oder
selbst bevorzugt für
variierende Formen und Typen von absorbierenden Elementen sein können.
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Die Formen treten dann in die finale
Faserablagezone 60 ein, wobei zusätzlicher Zellstoff die Zone
mit hoher Saugfähigkeit
bedeckt, dadurch ein integrales absorbierendes Element formend.
Die Formen sind leicht überfüllt mit
Zellstoff, und zwei Abschrägbürsten 61 werden
eingesetzt, um den Zellstoff eben mit dem oberen Ende der Form zu
machen. Die absorbierenden Elemente werden dann mit Vakuum aus den
Formen auf die Vakuumtransfertrommel 62 transferiert, von
denen sie dann zu einer anderen Formstation transferiert werden können, um
in absorbierende Produkte aufgenommen zu werden.
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7A, 7B, 8A, 8B und 9 illustrieren den Arbeitsablauf
des Drehpartikelaustragungsventils 59 in der Partikelaustragungszone 58 detaillierter.
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7A und 7B zeigen eine Axialansicht
und eine entsprechende Seitenansicht des Drehpartikelaustragungsventils 59 in
der Partikelaustragungsphase. Um ein präzises Muster von Partikeln
in jeder Form 56 zu erreichen, wird das Drehpartikelaustragungsventil 59 als
ein Mittel benutzt, um den Fluss von Partikeln in die Formen 56 zu
starten und zu stoppen. Partikel werden dem Drehpartikelaustragungsventil 59 in
der Partikelaustragungszone 58 zugeführt. Bevorzugterweise werden
die Partikel via einem gravimetrischen Zuführapparat zugeführt, wie
z. B. ein Gewichtsverlust (LIW) -Schneckenzufuhrapparat 70,
um das in jede Form 56 ausgetragene Partikelgewicht genau
zu kontrollieren. Die Partikelzuführquelle 72 ist au ßerhalb
der Partikelaustragungszone angeordnet. Das Ausstoßende des
Schneckenzufuhrapparats 70 ist innerhalb eines stationären Trichters 74 des
Drehpartikelaustragungsventils angeordnet. Der stationäre Trichter
ist innerhalb des Rotors 76 des Drehpartikelaustragungsventils
angeordnet. Der Rotor 76 umfasst zumindest eine Rotorschlitzöffnung 78.
Die Breiten des stationären
Trichters 74, der Rotorschlitzöffnung 78 und des
Ausstoßendes
des Schneckenzufuhrapparats 70 sind auf die Breite des
gewünschten
Musters von Partikeln angepasst, das auf jeder Form gebildet werden
soll, die die Form der Zone mit hoher Saugfähigkeit bestimmt. Wenn der
Rotor 76 sich dreht und die Rotorschlitzöffnung 78 sich
nach dem Ausstoßende
des Schneckenzufuhrapparates 70 ausrichtet, fallen die
superabsorbierenden Polymerpartikel 8, die in dem stationären Trichter
enthalten sind, durch Schwerkraft auf die Form 56. Das
Formradvakuum 54 unterstützt bei dem Herunterziehen
der Partikel auf die Form 56. Bevorzugterweise ist ein
Abschnitt des Siebbodens jeder Form 56 auch abgedeckt,
so dass eine Öffnung
zurückbleibt,
die die gewünschte
Musterform aufweist. Dieses selektive Abdecken der Formen verbessert
die genaue und präzise
Platzierung der Partikel innerhalb der Zellstoff form. Die Länge der
Rotorschlitzöffnung 78 bestimmt
die Länge
des Musters von Partikeln, die die Zone 2 mit hoher Saugfähigkeit
des absorbierenden Elements 1 formen.
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8A und 8B zeigen eine Axialansicht
und eine entsprechende Seitenansicht des Drehpartikelaustragungsventils 59 in
der Recyclephase. In 8A und 8B wird das Formrad 55 in
einer solchen Position gezeigt, dass das Drehpartikelaustragungsventil über einem
Abschnitt des Rades zwischen zwei Formen 56 angeordnet
ist. Es ist gewünscht,
die Ablage von Partikeln über
diesem Abschnitt des Rades zu verhindern, da jedwede Partikel, die
in dieser Position abgegeben werden, im wesentlichen verschwendet
sind und nur dazu dienen, den das Gerät umgebenden Bereich zu kontaminieren.
Die Recyclephase gezeigt in den 8A und 8B verhindert die mit der
ungewollten Ablage von Partikeln einhergehenden Probleme durch Recyceln
der Partikel. Wenn das Drehpartikelaustragungsventil 59 in
der Recyclephase ist, wie gezeigt, verhindert die Position des Rotors 76 unter
dem stationären
Trichter 74 den Durchtritt von Partikeln; d. h., der Rotorschlitz 78 ist
in einer geschlossenen Position. Partikel, die aus dem Schneckenzufuhrapparat 70 austreten,
treffen auf den inneren Durchmesser des Rotors. Ein Rotorvakuumanschluss 80 in
der Seite des Rotors öffnet
sich zu dem inneren Durchmesser durch eine Folge von Recyclelöchern 82 in
dem Rotor und zieht die Partikel aus dem Rotor und in ein Recyclerohr 84.
Wie in 9 gezeigt wird,
werden die Partikel dann durch Luft durch das Recyclerohr 84 zu
einem Recycleaufnehmer 102 befördert, der eventuell die Partikel
zurück
zu dem Schneckenzufuhrapparat 70 zur Wiederbenutzung bereitstellen wird.
Auch ist in 9 eine detaillierte
Ansicht der Partikelzuführquelle 72 gezeigt,
die beides, das unbenutzte Partikelzuführresservoir 104 und
den Recycleaufnehmer 102, enthält.
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10 zeigt
eine vereinfachte Planansicht eines absorbierenden Elements 1,
hergestellt durch den Prozess, enthaltend die Zone 2 mit
hoher Saugfähigkeit.
Die Länge
und Breite der Zone mit hoher Saugfähigkeit werden durch die Länge und
Breite der Rotorschlitzöffnung 78 bestimmt.
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Beispiel
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Ein absorbierendes Element wurde
gemäß einem
Vakuumformprozess, wie in 6 illustriert
und hierin beschrieben, hergestellt, gemäß dem ein Zellstoffbogen in
individuelle Fasern in einer Hammermühle zerfasert und ausgebreitet
wurde. Die Zellstofffasern wurden in einem Luftstrom mitgerissen
und ausreichend Fasern wurden in eine geformte Form mit Siebboden
abgelegt, um das Sieb mit einer ungefähr einer (1) Millimeter Dicke
von Zellstoffflusen abzudecken. Eine vorherbestimmte Menge an Chemdal
2000TM superabsorbierenden Polymerpartikeln
wurde dann in einem 35 Millimeter breiten Streifen entlang eines
Mittelabschnitts der Form abgelegt. Die Menge an superabsorbierenden
Polymerpartikeln (SAP) betrug entweder 0 Gramm, 0,2 Gramm, 0,4 Gramm,
oder 0,7 Gramm pro Form. Da die Ablage von superabsorbierenden Partikeln
pro Form im wesentlichen gleichmäßig entlang
eines 35 mm breiten Streifens auf der absorbierenden Struktur verteilt
wurde, und da die superabsorbierenden Polymerpartikel im allgemeinen
dazu neigen, etwas dichter als Zellstoffflusenfasern zu sein, tendierten
die superabsorbierenden Polymerpartikel dazu, in den Lücken zwischen
den Zellstoffflusenfasern zu deponieren, da sie auf die 1 mm Dicke
der Zellstofffasern abgelegt wurden. Schließlich wurden zusätzliche
Zellstofffasern zu der Form hinzugefügt, um eine Platte mit einem
totalen Zellstoffgewicht von 8,0 Gramm und einem totalen Gewicht
von superabsorbierenden Polymerpartikeln, wie in Tabelle 1 bereitgestellt,
zu formen.
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Das Element wurde von der Form entfernt
und so orientiert, dass die Oberfläche des Elements, die das Sieb
kontaktierte, die obere Oberfläche
des Elements darstellte. Das resultierende Element wies eine generell
längliche
Form mit einer Länge
von ungefähr
200 Millimetern und einer Breite von ungefähr 60 Millimetern auf. Jedes
Element war zwischen 7 Millimetern und 20 Millimetern in der Dicke
mit einer Dichte von weniger als 0,07 g/cc.
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Jedes absorbierernde Element wurde
dann zwischen einer Deckschicht, umfassend ein homogenes Gemisch
von 50% an 5 Denier Polypropylen-Stapelfasern und 50% an 3 Denier
Polypropylen-Stapelfasern, und einer Sperrschicht von 0,001 Inch
dickem Polyethylenfilm platziert, wobei die Deckschicht auf der
ersten Oberfläche
des Elements angeordnet wurde, um einen absorbierenden Artikel zu
bilden. Die Abdeckung und die Sperre wurden um die Ränder des
absorbierenden Elements miteinander versiegelt, um eine Bundversiegelung
zu formen. Die verdichteten Seitenrinnen wurden dann in die obere
(Deckschicht) Oberfläche
des Artikels durch Heizen und Komprimieren der Abdeckung/absorbierendes
Element/Sperre Anordnung in den gewählten Bereichen geformt, um
verdichtete Rinnen ähnlich
zu denen, gezeigt in 5,
zu formen. Die Dichte der Kanäle
betrug mindestens 0,5 g/cc.
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Die Artikel wurden dann auf Durchschlagzeit
und Rückfeuchtmenge
getestet. Die Durchschlagzeit zeigt die Menge der Zeit an, die für jedes
der sechs 2 cc Aliquots an Testflüssigkeit benötigt wird,
um die Abdeckung zu durchdringen, wobei niedrigere Nummern eine
schnellere Fluiddurchdringung andeuten und daher weniger Gelblockierung.
Die Rückfeuchtmenge
deutet die Menge an absorbiertem Testfluid an, die durch die Abdeckung
des Artikels herausgequetscht werden kann, wenn Druck angewendet
wird. Geringe Rückfeuchtmengen
deuten an, dass die absorbierte Flüssigkeit gut zurückbehalten
wird, demgemäß zu einem
trockneren Gefühl
führt,
wenn das Produkt benutzt wird.
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Die Durchschlagzeit wurde durch das
folgende Verfahren gemessen. Eine 2,54 cm dicke Platte mit einem
2 cm runden Loch wurde über
der Abdeckung des Artikels mit dem Loch an der Mitte des Artikels
ausgerichtet angeordnet. Eine 2 cc Dosis an synthetischem menstrualen
Fluid wurde in das Loch abgegeben und die benötigte Zeit derselben, um in
den Artikel absorbiert zu werden (d. h. Durchdringungszeit), gemessen. Fünf zusätzliche
2 cc Dosen wurden in fünfminütigen Intervallen
hinzugefügt
und die Durchdringungszeit wurde von jeder gemessen. Die Durchdringungszeiten
für die
erste und die sechste Dosis sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Zunahmen
bei der in Durchdringungszeit für
die sechste Dosis mit 0,4 und einem 0,7 Grammzusatz an SAP sind
Hinweise auf Gelblockierung.
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Für
den Rückfeuchttest
wurde eine 2,54 cm dicke Blendenplatte mit einer zentral angeordneten
3,8 × 1,9
cm elliptischen Öffnung über dem
Artikel, mit der Öffnung
an der Mitte des Artikels ausgerichtet, angeordnet. Eine 7 cc Dosis
an synthetischem Menstrualfluid wurde in das Loch abgegeben und
ihr wurde ermöglicht, den
Artikel zu durchdringen. Nach 15 Minuten wurde ein vorher gewogener
Stapel von vier 2 Inch × 4
Inch Blättern
von Whatman #1 Filter papier auf den Probenartikel platziert. Ein
2 Inch × 4
Inch 2,2 kg Gewicht wurde auf das Filterpapier für drei (3) Minuten platziert.
Das Filterpapier wurde dann entfernt und gewogen. Die Menge an Fluid,
die durch das Filterpapier aufgenommen wurde, wurde berechnet und
als Rückfeuchtmenge
ausgewiesen.
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Das für den Durchdringungstest und
den Rückfeuchttest
eingesetzte Testfluid kann irgendein synthetisches Menstrualfluid
sein, das eine Viskosität
von ungefähr
30 Centipoise aufweist. Die Ergebnisse der Tests sind in der untenstehenden
Tabelle 1 angedeutet.
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Tabelle
1
35 mm breiter Streifen an SAP entlang der Länge des
Elements 8.0 Gramm Zellstoff
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Wie an den Daten in Tabelle 1 gesehen
werden kann, verbessert die Bildung einer integralen Zone mit hoher
Saugfähigkeit,
umfassend superabsorbierende Polymere, die Rückfeuchtmenge, und führt mit
30 g/m2 Beladung der Superabsorbentien zu
der besten (geringsten) Rückfeuchtmenge.
Leicht höhere
Rückfeuchtung wurde
bei 60 g/m2 gemessen. Bei 103 g/m2 wurde die Rückfeuchtung nicht wesentlich
verbessert, verglichen mit dem Element ohne SAP, und die Durchdringungszeit
wurde stark verringert. Demgemäß wurde
entdeckt, dass für
das absorbierende Element der vorliegenden Erfindung eine superabsorbierende
Beladung von zwischen 30–55
g/m2 bevorzugt ist, um die Rückfeuchtmenge
ohne Gelblockierung zu verbessern. Etwas Rückfeuchtnutzen kann auch mit
SAP Zusätzen
von bis zu 75 g/m2 erreicht werden.
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Die Spezifizierung und die obigen
Ausführungsformen
wurden dargestellt, um bei dem vollständigen und nicht beschränkten Verständnis der
hier offenbarten Erfindung zu helfen. Da viele Variationen und Ausführungsformen
der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Geist
und Umfang abzuweichen, beruht die Erfindung auf den Ansprüchen, die
hiernach angehängt
sind.
