CN114786637B - 用于制造弹性层压物的方法以及能根据该方法获得的层压物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造弹性层压物(1)的方法,弹性层压物具有至少一个第一覆盖层(2)和弹性的膜(3),其中,将第一覆盖层作为第一材料幅材沿生产方向输送给第一拉伸装置(4);随后以第一拉伸装置将第一覆盖层横向于生产方向拉伸并且起褶皱;并且要么将起褶皱的第一覆盖层与设置用于形成弹性的膜的挤出幅材(8)连接,使得覆盖层(2)仅在朝向挤出幅材的区段(11)上与挤出幅材连接;要么将所述起褶皱的第一覆盖层与预制的弹性的膜通过如下方式连接:使弹性的膜在其朝向第一覆盖层的一侧上至少熔化,将第一覆盖层仅在区段(11)上压靠到弹性的膜的至少熔化的一侧上,并且使第一覆盖层至少部分地嵌入到弹性的膜的聚合物基质中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有至少一个第一覆盖层和弹性的膜的弹性层压物的方法。本发明还涉及一种能通过所述方法获得的层压物。
背景技术
弹性层压物特别优选地用作一次性卫生用品的弹性区段。弹性层压物在此特别是设置为传统尿布的弹性固定带或也设置为裤式尿布(所述裤式尿布在实践中也称为训练裤)的弹性侧部区段。除了用于婴儿的尿布外,相应的弹性材料也设置在用于较大儿童和成人的失禁用品中。
鉴于所描述的应用情况,必须注意各种边界条件。一方面,在一次性用品的情况下,追求尽可能低的成本和尽可能高效地利用材料。制造和加工也应当尽可能简单和成本有利。
然而此外所描述的使用目的在技术上要求高,因为需要高可靠性以及良好的佩戴舒适度。特别是,所描述的卫生用品必须在使用者行动时也具有良好的合身性,以便可靠地留住已吸收的排泄物。此外,所描述的卫生用品不应被感觉到是不舒服的或甚至导致对使用者的损害。
为此目的,已知的弹性层压物通常具有至少一个由非织造材料制成的覆盖层,这种非织造材料形成柔软、舒适和纺织品状的表面并且可成本有利地制造。在这种通常非弹性的覆盖层中,通过弹性的膜实现用于可靠地贴合所期望的弹性复位特性。覆盖层仅确保所形成的层压物能以足够的程度拉伸。
为了实现层压物的这些特性,由实践已知各种方法。例如可以使用压力和温度、粘合剂或通过超声波焊接以大体上无应力的方式将预制的弹性的膜和预制的由非织造材料制造的覆盖层相互连接,在此优选设置有由已连接的和未连接的区域组成的图案。如果非织造材料仅具有低强度,则如此形成的层压物可直接用于上述目的。
然而在制造过程中通常还设置有对形成的层压物的激活,为此,将层压物在所期望的拉伸方向上、例如横向于生产方向进行拉伸。为此,例如可将层压物输送给具有环形辊的拉伸装置。通过相互啮合的环形辊的辊间隙的波浪形或锯齿形延伸使被送入的材料在横向方向上延长,由此使可拉伸的但无弹性的由非织造材料制造的覆盖层过度拉伸、持久地变形并且在必要时也被部分地破坏。在离开辊间隙时,由于弹性的膜而产生弹性复位,其中,层压物则在之后能容易地拉伸直至先前延伸的程度。通过覆盖层的塑性变形和/或部分破坏,弹性特性大体上取决于弹性的膜。
所描述的方法例如在EP 0573586 B1中描述并在实践中广泛应用。
由于弹性的膜和所述至少一个覆盖层在层压(Laminierung)时基本上没有被拉伸并且随后通常也设置有激活,因此相应的材料也被称为可激活的层压物、零应变层压物或潜弹性层压物。
即使所描述的层压物已经是被证明的,当仍要考虑到特定的缺点。由于非织造材料在激活时被过度拉伸并且经常也被部分破坏,因此层压物在使用时也相对容易地被进一步拉伸直至完全破坏。对于使用者而言不产生清楚地可感知的拉伸界限。
在EP 2177654 B1中描述了零应变层压物的一种变型方案,其中,在弹性的膜上在至少一侧上直接形成由非织造材料制成的层。非织造材料在此也能容易地拉伸,使得不需要事先激活。但正是由此导致在这里对于使用者而言也没有可感知的拉伸界限。
根据备选的方法,在其结构中没有明显受损的由非织造材料制造的覆盖层仅在个别的、特别是线状的或点状的区段上与弹性的膜连接并且在这些区段之间波浪形地堆积。如果在上述层压物中例如借助粘合剂仅区段地进行连接并且在激活时不破坏非织造材料,则原则上也可实现这种结构。
但如果弹性的膜在层压(Kaschierung)时沿期望的拉伸方向拉伸并且区段地与覆盖层连接,则也可以实现这种结构。在拉力取消之后,弹性的膜随后复位并且因此也将固定在所述弹性的膜上的覆盖层波浪形地推到一起。由此产生以下优点:非织造材料大体上仍具有其原始结构并且仅将非织造材料沿优选的拉伸方向推到一起。如此形成的层压物在之后能非常容易地拉伸直至在层压时的拉伸程度,直至最初波浪形地安设在弹性的膜上的覆盖层在一定程度上再次拉直。根据覆盖层的构型,能以特别有利的方式实现非常明显的拉伸界限。则在层压物的力-伸长率曲线图中产生进一步拉伸所需的力的明显可感知的陡峭上升。
由于弹性的膜在层压时被拉伸,因此这种方法实施也称为拉伸接合。
如果根据另一种变型方案,在与弹性的膜连接之前使覆盖层沿期望的拉伸方向形成波浪形状并且然后与弹性的膜连接,则可形成具有类似特性的材料。覆盖层的相应处理可能要求很高,特别是因为相应的材料幅材的边缘必须被足够精确地定位。但优点是在层压时不必沿期望的拉伸方向对弹性的膜施加大的拉力。因为覆盖层为了以其波浪形状进行层压而起褶皱,因此相应的方法实施在实践中也被称为颈缩接合(Neck-Bonding)。
这种颈缩接合从EP 0985394 B1中已知,但在那里描述的是覆盖层与各个弹性的绳带而不是与膜的连接。然而,从实践中也已知这样的构型,在所述构型中借助颈缩接合将至少一个由非织造材料制成的覆盖层与弹性的膜层压。
借助相互啮合的环形辊是将材料幅材拉伸还是仅使材料幅材起褶皱取决于各种因素、如环形辊的形状以及作用的摩擦。通常,为了拉伸还需要将材料幅材在其边缘上固定,如这在根据前面已经提及的EP 0573586B1制成的层压物中那样。
例如从WO 2017/184542 A1已知在进一步加工覆盖层之前通过环形辊拉伸覆盖层。在环形辊的结构围绕圆周保持不变的情况下,在此产生连续的波浪形状。备选地,各个突起的环的结构也可以沿周边变化,以便也能够沿生产方向形成不同的结构。相应的措施由WO 2017/184542A1已知。
发明内容
在现有技术的背景下,本发明所基于的任务是提供一种用于制造弹性层压物的方法,其中,所形成的层压物特别成本有利并且具有良好的功能特性。此外,应当给出一种能通过所述方法获得的层压物。
本发明的技术方案和所述任务的解决方案是一种用于制造弹性层压物的方法以及一种能通过所述方法获得的层压物。
因此,本发明涉及一种用于制造弹性的,特别是横向弹性的层压物的方法,所述层压物具有至少一个第一覆盖层和弹性的膜,其中,将所述第一覆盖层作为材料幅材沿生产方向输送给第一拉伸装置,随后借助于第一拉伸装置将第一覆盖层横向于生产方向拉伸并且在此起褶皱,并且随后将起褶皱的第一覆盖层在起褶皱的状态中要么与设置用于形成弹性的膜的挤出幅材连接,使得覆盖层在其朝向挤出幅材的一侧上仅在区段上与挤出幅材连接,要么将起褶皱的第一覆盖层在起褶皱的状态中与预制的弹性的膜通过如下方式连接,即,使弹性的膜在其朝向第一覆盖层的一侧上至少熔化,将第一覆盖层仅在区段上压靠到弹性的膜的至少熔化的一侧上,并且在此使第一覆盖层至少部分地嵌入到弹性的膜的聚合物基质中。
因此,根据本发明的第一方面规定,在所述第一覆盖层的借助于第一拉伸装置拉伸的范畴内也使所述第一覆盖层起褶皱,其中,然后将褶皱至少部分地并且优选至少大体上保持直至层压。因此,在层压时,第一覆盖层仍是起褶皱的,从而通过褶皱为形成的层压物的所规定的弹性拉伸提供材料储量。
根据本发明的一种优选设计方案在此规定,所述第一拉伸装置由两个相互啮合的环形辊形成,其中,可以在所述环形辊中的一个环形辊上引导第一材料幅材直至所述第一材料幅材层压。首先,可以由此实现:所述第一材料幅材在精确预定的宽度中、特别是在材料幅材的初始宽度中即使在拉伸之后也在首先在所述材料幅材的结构方面保持不变,其中,所述材料幅材在相配设的环形辊的突起上保持和引导。
为了将第一材料幅材精确地或至少大致保持在预定的宽度中,符合目的地由第一拉伸装置将第一材料幅材在其边缘上固定并且特别是夹入在环形辊的环形的边缘上。如果在所述边缘之间等距地设置有突出超过中心平面的、交替地相互啮合的环,则在所述边缘之间产生平均地均匀的拉伸,然而通过第一材料幅材在各个环(所述环也被称为齿)上的摩擦和支撑,可以按照彼此相继的环的间距来调节拉伸。特别是,在此可以产生:所述第一材料幅材在与环的接触位置上较少地拉伸而在环之间较强烈地拉伸。
然而在此背景下,本发明不限于如下拉伸装置,在所述拉伸装置中环是等距地设置的。而是彼此相继的环的间距也可以改变,以便有针对性地产生具有不同可拉伸性的区域并且因此能够使层压物的机械特性更精确地匹配于具体的要求。
附加地或备选地,所述第一材料幅材不仅可以在其边缘上而且也可以在至少一个中间区段上固定,以便所述第一材料幅材在那里不被拉伸和起褶皱。这种方法实施可以例如是符合目的的,以便能够多用地进一步加工所述层压物,也就是说,以便在横向方向上形成至少两个彼此相继的条带。然后符合目的地在中间区段上分离所述至少两个彼此相继的条带。那么由于第一材料幅材在中间区段上是平坦并且未拉伸的,故能够简单地进一步加工这样形成的条带并且例如在制造卫生用品时粘接这样形成的条带。
在各个环或环部段可调节的情况下,则在必要时也能够优化所述间隙以用于与挤出幅材或弹性的膜连接。
特别优选地,可以将所述第一材料幅材和挤出幅材或弹性的膜在相应的环形辊和配合辊之间的辊间隙中连接。可以在各个突起上将覆盖层有效地并以相对大的力压靠到挤出幅材或弹性的膜上,这引起特别紧密且可靠的连接,而覆盖层在各突起之间与弹性的膜的挤出幅材保持间隔开距离并且因此在那里不进行连接。
根据一种优选设计方案,设置为用于形成弹性的膜的挤出幅材在即将层压之前才在线地在用于制造弹性层压物的方法中形成。特别是,在此在本发明的范畴内可以规定,单层或多层的挤出幅材至少在其朝向第一覆盖层的侧面上从紧接在上游的挤出过程仍是熔融流质(schmelzflüssig)的或至少仍没有完全地固化。即使相应的表面在挤出过程后先固化,也可以随后为了层压而将所述表面再次加热并且至少熔化,由此能实现层压,而无需附加的粘合剂并且因此无需引入其他化学成分。在挤出幅材的多层的设计方案中,也可为不同的层设置不同的熔点。则对于方法实施可以例如是符合目的的是,在层压时挤出幅材的背离第一覆盖层的层或芯层已经完全地或大体上固化并且因此已经赋予挤出幅材一定的强度。
根据一种备选设计方案,输送预制的弹性的膜并且随后在与覆盖层连接之前将所述弹性的膜在其朝向覆盖层的一侧上至少熔化。然后,如前面结合挤出幅材所描述的那样仅通过将待连接的层挤压在一起来进行实际的连接,而无需附加的粘合剂并且因此无需引入其他化学成分。由于一致的连接过程,下面结合挤出幅材所描述的措施一般也适用于如下方法实施,在所述方法实施中输送预制的弹性的膜。
与全面的压紧相比作用在各个突起上的提高的压紧力对于实现高的局部的连接粘合(Verbundhaftung)是特别有利的。虽然未连接的、形成褶皱的区域保持柔软并且可移动,但通过提高的压紧力实现特别紧密的连接。特别是可以实现局部压紧力,所述局部压紧力在面状的连接的情况下是要困难地应用的或可能损坏材料。而在本发明的范畴内,可以接受第一覆盖层的仅在连接的区段上的一定程度的挤压在一起。在压紧力方面,与全面的压紧相比产生更大的允许的参数范围,所述参数范围也可以称为工艺窗口。也产生用于第一覆盖层的材料的更多选择可能性。然而在此不同的方面都可能在细节上起作用。因此可行的是,将第一覆盖层在一定程度上压入到挤出幅材或弹性的膜中或压入到挤出幅材或弹性的膜的至少一个相配设的层中。
在例如根据本发明的一种优选实施方式将非织造材料作为第一材料幅材输送,则非织造材料的各个纤维可以被挤出幅材或至少熔化的弹性的膜的聚合物包围,从而在最大的连接粘合的情况下仅还能通过破坏或至少部分地破坏第一覆盖层来实现分离。
备选地,第一材料幅材例如也可以由膜、织物或针织物形成。仅必须确保所述第一材料幅材能横向于生产方向拉伸并在此起褶皱。
在第一材料幅材具有开口、穿孔或自由空间时,则在挤出幅材或至少熔化的弹性的膜的聚合物渗入到所述开口、穿孔或自由空间中时,可以如上文结合非织造材料所描述的那样通过一种形锁合来实现连接。
在第一材料幅材的所有可行的设计方案中可以附加地或备选地规定,所述第一材料幅材的组成部分在与挤出幅材或弹性的膜层压时通过压力和温度而熔融或熔化。如果第一材料幅材例如由膜形成,则所述第一材料幅材可具有低熔点的覆盖层。如果第一材料幅材由纤维或丝线形成,则所述第一材料幅材例如也可以作为纤维-丝线混合物,通过不同的长丝或双组分构造而具有低熔点的和高熔点的组成部分。
附加地亦或备选地也可以规定,所述第一覆盖层至少部分地基由于挤出幅材或至少熔化的弹性的膜的温度而熔融或至少熔化,从而使材料可靠地相互焊接。在——如上所述那样——使用非织造材料作为第一材料幅材时,形成所述非织造材料的纤维也可在这方面是优化的。
例如,非织造材料可以由具有不同的熔化温度或软化温度的不同纤维形成。则可以这样实施所述方法,使得仅一部分的纤维熔融或熔化并且能实现特别可靠的连接,而另一部分的纤维不熔融或不熔化并因此确保非织造材料在结构上的完整性。
附加地或备选地,至少也有一部分的纤维也能以多组分纤维并且特别是以双组分纤维的形式存在。在双组分纤维的情况下,例如可以将高熔点的芯与低熔点的鞘组合。则符合目的地规定,仅低熔点的鞘熔融或熔化。
上述配合辊也称为平整辊,因为挤出幅材在所述配合辊上引导和支撑。符合目的地,配合辊可以调温,以便在层压和进一步运输所形成的层压物期间实现所期望的特性。因此,符合目的地,在挤出幅材与第一覆盖层连接之后,至少避免相应的聚合物的过度流动。因此,平整辊或者说配合辊在实践中一般称为冷却辊。
优选地规定,在挤出幅材或弹性的膜的两侧上分别有设置一个覆盖层,其中为此可以考虑不同的变型方案。例如,与上述第一覆盖层相对置地设置第二覆盖层,其中,将第二覆盖层也如上所述符合目的地沿生产方向输送给第二拉伸装置,借助于所述第二拉伸装置将所述第二覆盖层横向于生产方向拉伸并且在此起褶皱,并且其中,随后将所述第二覆盖层起褶皱地与挤出幅材连接。
在这里要注意的是,优选从铸造喷嘴(Cast-Düse)中排出的挤出幅材在离开挤出间隙后冷却,从而必须在聚合物熔体过于强烈地冷却之前及时地输送两个覆盖层并进行层压。
原则上可以设想的是,对于具有两个覆盖层的设计方案进行精确地对称或基本上对称的方法实施,其中,在一个辊间隙中进行所述两个覆盖层的层压,所述辊间隙由两个相对置的环形辊形成。但对于这种方法实施,环形辊的齿必须精确地彼此对置,其中,挤出幅材不在齿之间引导。为了能实现两个覆盖层的同时对称的或基本上对称的输送和层压,不同的特定的调整可以是符合目的的。例如符合目的的是,挤出幅材虽然仍然足够柔软以用于与覆盖层紧密连接,但所述挤出幅材已经具有一定的熔体强度。否则,在彼此相对的齿之间的熔体幅材可能过于强烈地变薄。稍后将更详细地描述的具有至少三个层的多层的设计方案也可以是符合目的的,其中,例如在层压时芯层由于已经发生的冷却和/或所述芯层的粘性而即使在连接点部位上也基本上保持其先前的厚度。在彼此相对置的环形辊中,所述环也可以在其外周边上是平的或至少是削平的,以便即使在轻微的错误定向的情况下仍实现可靠的连接。
在根据本发明的上述变型方案,代替于挤出幅材而输送预制的弹性的膜的情况下,则在那里例如在两侧上加热以使得表面熔化的情况下也可以这样设置能量输入,使得弹性的膜的至少一个芯或芯层不熔化并且因此也能承受在区段上的压力。
根据本发明的一种优选的进一步改进方案规定,将所述第一覆盖层和所述第二覆盖层以彼此偏移的方式依次输送并且与挤出幅材或弹性的膜连接。当然,则用于与所述两个覆盖层层压的两个位置之间的距离保持尽可能小。
为了能够借助于热接合在挤出幅材或弹性的膜的两侧上以一定的偏移进行连接,也可以为挤出幅材或弹性的膜设置如下聚合物材料,所述聚合物材料可以在更大的温度范围上加工,从而在一侧层压第一覆盖层以及在另一侧层压第二覆盖层时至少能接受略微不同的温度。
在此还应当注意,所述挤出幅材或弹性的膜可以实施为多层的,其中,关于不同的层具有不同的热特性也是符合目的的。例如在为了形成弹性的膜而设置有一个芯层并且在两侧上分别设置有一个低熔点的覆层时,则可以通过芯层在挤出后的固化来实现聚合物熔体的足够的稳定性和由所述聚合物熔体产生的弹性的膜和层压物的足够的稳定性,而低熔点的覆层首先仍能实现与优选由非织造材料制成的覆盖层的连接。在必要时也能够更容易地使相应的覆层再次熔化。
在根据本发明所描述的优选设计方案,在连续的步骤中将两个覆盖层与弹性的膜的挤出幅材层压时,则在层压第二覆盖层之前可以在必要时也将挤出幅材或弹性的膜的相应侧再次加热到期望的温度,为此例如可以使用热空气或红外辐射等。
如开头已经描述的,将所述第一覆盖层和必要时第二覆盖层以相配设的拉伸装置以相同的方式拉伸并且在此同时起褶皱。在此可行的是,一个覆盖层或多个覆盖层在拉伸前和拉伸后在相同的宽度上延伸,即使在所述一个覆盖层或所述多个覆盖层由于在拉伸后的波浪形状而本身具有更大的宽度。
因此,可以将所述第一覆盖层和必要时也将所述第二覆盖层输送给相配设的具有如下宽度的拉伸装置,所述宽度大致相应于并且优选精确地相应于挤出幅材或弹性的膜在层压时的宽度。
也符合目的的是,将所述第一材料幅材和必要时第二材料幅材在相配设的拉伸装置中在其边缘上固定,以便使得横向于生产方向由材料幅材覆盖的宽度不变。其中,所述覆盖层本身的为了提供层压物的拉伸性所期望的伸长是通过如下方式实现:将相应的覆盖层拉伸并使所述覆盖层波浪形地起褶皱。
根据另一种变型方案,具有两个彼此相对置的覆盖层的弹性层压物也可以通过如下方式形成:将前述的具有弹性的膜且在弹性的膜上仅具有第一覆盖层的弹性层压物的两个区段相互连接。为了更好的区分,这种设计方案在本发明的范畴内也被称为双层压物。
双层压物可以通过如下方式形成:输送具有弹性的膜和仅第一覆盖层的层压物的两个幅材,其中,分别具有弹性的膜的侧朝向彼此。然后在那里连接弹性的膜。这两个被输送的层压物在原则上可以实施成不同或相同的。例如可以根据应用目的设置不同的覆盖层。优选地,两个作为幅材被输送的层压物的弹性的膜由相同的材料形成,从而所述弹性的膜可以良好地相互连接并且此外在双层压物中形成一个大体上一致的弹性芯。根据所使用的材料能以不同的方式进行连接。如果弹性的膜由于其弹性特性也相对软并且有粘性,则在某些情况下足够的连接可以仅通过压力、例如在辊间隙中挤压在一起就是足够的。朝向彼此的弹性的膜可以为了层压而优选至少在表面加热,以便以简单的器件实现牢固且可靠的连接。例如能以红外辐射和/或热空气来进行相应的加热。
上述双层压物此外也可以通过如下方式形成:将包括弹性的膜和仅第一覆盖层的层压物的幅材在弹性的膜该侧上(特别是沿在生产方向上延伸的折叠边缘折叠到自身上。如果这在将挤出幅材与第一覆盖层连接之后立即进行,则在某些情况下弹性的膜或挤出幅材仍然热并且有粘性,使得无需进一步加热就能够实现在折叠状态中的双层的弹性的膜与自身的连接。当然,在所描述的实施方式的范畴内,也可以设置借助于红外辐射和/或热空气进行的加热。
在这种情况下,原则上应指出的是,由层压物的两个区段形成双层压物可以与层压物本身的形成完全分开地(离线地)进行。层压物可以在分开的并且独立的过程中形成并且必要时可以外购(auslagern)。则可以将一个层压物的幅材折叠或切割成一半宽度的两个幅材以用于形成双层压物。此外,也可以提供两个预先制造的层压物的幅材以用于形成双层压物,从而不需要折叠或切割。
根据本发明,所述层压物具有至少一个第一覆盖层。由此出发,前面还描述了具有两个覆盖层的变型方案,所述覆盖层起褶皱并且与弹性的膜的挤出幅材连接。但原则上其他变型方案也是可行的,在所述变型方案中,所述第一覆盖层如所描述的那样起褶皱,然而第二覆盖层具有不同的设计方案。例如作为第二覆盖层也可以设置仅弱连接的、能容易地拉伸的材料、特别是非织造材料。这种能容易地拉伸的材料不必起褶皱,以便使整个层压物具有足够的拉伸性。层压物的机械性能、如拉伸所需的力、弹性复位力以及可感知的拉伸界限主要由弹性的膜和起褶皱的第一覆盖层提供或确定。在制造所描述的变型方案时优选可以规定,首先将第二覆盖层面状地与挤出幅材连接,而挤出幅材在离开喷嘴间隙后仍大体上是熔融流质的并且因此非常有粘性。这样,即使在相对小的面状的或区段的压紧的情况下,也能实现可靠的连接。随后将起褶皱的第一覆盖层与挤出幅材连接,其中,由于仅在线状的区段上进行连接,因此可以无问题地在局部设置有相对大的压紧力。
第一材料幅材以及必要时第二材料幅材能以相配设的拉伸装置例如相对于初始长度以在100%至400%之间的值、特别是在150%至350%之间的值拉伸。在所述一个材料幅材或多个材料幅材以相应的波浪形状层压,则该值也大致相应于层压物的拉伸性,直至最初波浪形地设置在弹性的膜上的覆盖层再次基本上拉直,其中,随后对于使用者而言一般能明显感知到拉伸界限。
就这点而言,还产生了本发明的另一个优点。一方面,材料、即特别是非织造材料可以通过根据本发明设置的对的至少第一覆盖层的拉伸而变薄,由此(相对于层压物的拉伸状态而言)覆盖层的单位面积重量减少。另一方面,在拉伸装置中的拉伸也这样进行,使得相配设的、优选由非织造材料制成的覆盖层在其结构方面不被破坏。
所述一个覆盖层或多个覆盖层的拉伸如何详细地起作用不仅取决于拉伸的程度,而且也基本上取决于覆盖层的材料,其中,不同类型的非织造材料也可以具有不同的特性。
因此,可以使用这样的非织造材料,在所述非织造材料中,在力-伸长率曲线图中首先观察到相对容易的拉伸性,其中,以网的形式的纤维结构被彼此拉开。然后材料变薄,然而在所述材料本来的结构方面没有被破坏。然后,在部分情况下随着伸长率的增加,在力-伸长率曲线图中观察到相对突然插入的力的上升,其中,曲线的这个区域也可被称为转弯。然后对于进一步的拉伸需要明显更大的力,这也可能伴随着材料的破坏。在非织造材料最终撕裂之前,对于进一步拉伸所需要的力一般再明显下降。
具有转弯的构成的上述特性还可以通过力-伸长率曲线图具有转折点来表征。因此,根据本发明的一种的优选设计方案规定,使用具有如下的力-伸长率曲线图的非织造材料,在所述力-伸长率曲线图中,转折点出现在100%伸长率与300%伸长率之间的范围中。非织造材料的断裂伸长率一般为至少300%、优选至少400%、并且特别是至少500%。
在考虑到上述特性的情况下,首先容易的拉伸能无问题地用于设置为用于使材料变薄,并从而制造特别柔软并且成本有利的层压物。如果在本发明的范畴内,将拉伸大约实施到上面描述的转折点或转弯中,则在附加的拉伸的情况下保持获得在力-伸长率曲线图中衔接的力的陡峭上升并且在如此形成的层压物中作为明显可感知的拉伸界限起作用。
所描述的特性特别是出现在增强的非织造材料中,其中,根据本发明的第一种优选的设计方案,所述非织造材料具有至少一个水刺层。水刺非织造材料指的是一种通过水射流增强或缠结的非织造材料。
附加地或备选地,所述非织造材料还可以具有至少一个纺粘层。就这点而言特别优选如下设计方案,在所述设计方案中,相应的纺粘层具有卷曲纤维或完全由卷曲纤维制成。卷曲例如可由机械卷曲和/或使用具有偏心材料结构的双组分纤维引起。如果例如在双组分纤维中将具有不同收缩特性的聚合物材料并排布置(并列型布置),则在冷却时已经产生卷曲或通过附加的热处理产生卷曲。
在本发明的范畴内,纤维的卷曲出于多种原因可以是有利的。因此,相应的纺粘层由于纤维的卷曲对于使用者来说柔软舒适。在此背景下,这种非织造材料在实践中也被称为高膨松非织造材料。特别是当具有卷曲纤维的纺粘层形成层压物的表面时,高的柔软性起作用。例如在EP 3246444 A1中描述了相应的非织造材料及其优点。
由卷曲纤维制成的纺粘层的特征也在于良好的拉伸性。在此在拉伸时,卷曲纤维能容易地首先沿拉伸方向被拉直到一定程度,而不破坏相应的非织造材料层的结构。如果在非织造材料或非织造材料的层中仅一部分纤维是如所述卷曲的,则至少该部分无损地被拉伸到一定程度。
但原则上也可以考虑其他的非织造材料,特别是在此也可以使用多层的非织造材料。非织造材料的机械和触感特性特别是在多层构造中能精确调整和选择。
原则上也可行的是,整个非织造材料、非织造材料的层或层的至少一部分纤维由非熔融的纤维如粘胶纤维、棉或纤维素制成。非熔融纤维可以例如设置为用于赋予可再生原料的份额或赋予层压物特定的性能、如一定的吸收性。
如果在本发明的范畴内通过压力和温度进行热接合,则能省去附加的粘合剂。除了相应的成本节约外,还避免部分地与粘合剂相关的其他缺点、例如避免挥发性成分的释放。
如上所述,挤出幅材或弹性的膜可以构造为多层的。则例如在三层的结构中,可以将由热塑性弹性体制成的芯层与无弹性的覆层组合。
在挤出幅材或弹性的膜的单层的或多层的设计方案中,作为热塑性弹性体可以考虑一般的苯乙烯嵌段共聚物以及基于聚烯烃(TPE-O)的热塑性弹性体,其常常由聚丙烯共聚物形成。在多层的构造中,在此要设置至少一个弹性层。例如,由弹性的聚烯烃制成的芯层可以设置在也由聚烯烃制成的薄的覆层之间。特别是在覆层相对薄的情况下,所述覆层不需要由弹性的聚烯烃制成。
本发明的技术方案也涉及一种能通过上述方法获得的层压物。
所述层压物具有由非织造材料制成的第一覆盖层和弹性的膜,其中,所述第一覆盖层和所述弹性的膜仅在沿纵向方向延伸的连续的或中断的区段上通过热嵌接与所述膜连接,其中,第一覆盖层沿横向方向波浪形地以在连接的区段之间具有弯曲部的方式设置在所述膜上,并且其中,第一覆盖层在将具有裸露的弯曲部的波浪形状包含在内的情况下沿横向方向至少具有所述膜的两倍宽度,并且其中,所述膜在所述膜在通过热嵌接形成层压物后并且优选也从膜的制造本身开始未拉伸。一般,弯曲部在连接的区段之间裸露。恰是在伸长率相对低且因此波浪形状较不显著的情况下,不排除作为优选的覆盖层的非织造材料的至少个别纤维在弯曲部上与膜轻微地连接。
优选地规定,所述覆盖层关于层压物的基面在未拉伸的状态中具有在10g/m2至80g/m2之间的单位面积重量。如果如上文结合该方法所描述的,将覆盖层在拉伸时在其边缘上固定并且在横向方向上覆盖的面积保持不变,则所给出的单位面积重量也相应于在开始在相应的材料幅材中设置的单位面积重量。关于层压物的拉伸状态或在考虑覆盖层的实际长度的情况下,产生明显更低的单位面积重量。这也恰使得在本发明的范畴内实现特别高效的材料利用。
如从所述方法中也给出的那样,第一覆盖层通过拉展而形成波浪形状。层压物本身的其他设计可能性也由对方法的说明给出。
附图说明
下面借助于仅示出一种实施例的附图阐述本发明。图中:
图1示出用于制造弹性层压物的方法的主要步骤;
图2示出拉伸覆盖层的方法步骤;
图3a示出弹性层压物的看向横剖面的示意图;
图3b示出处于拉伸状态的根据图3a的层压物;
图4示出对于弹性层压物的一种备选设计方案的根据图3a的横剖面;
图5示出对于层压物的覆盖层的力-伸长率曲线图;
图6示出根据图1的方法的一种进一步改进方案;
图7示出双层压物的形成。
具体实施方式
图1示出用于制造具有第一覆盖层2和弹性的膜3的弹性层压物1的方法。作为第一覆盖层2设置有水刺非织造材料。将第一覆盖层2沿生产方向输送给拉伸装置4。在此,在本发明的范畴内,生产方向是第一覆盖层2的材料幅材的进给方向,其中,在辊上偏转时生产方向自然相应地改变。分配生产方向用于区分和定义横向方向Q。因此,如果将多个区段或材料幅材作为连续幅材输送,则不必为此区别不同的输送装置。
第一拉伸装置4具有相互啮合的两个环形辊5a、5b,所述两个环形辊连同设置在其之间的覆盖层2在图2中以横剖视图示出。通过比较观察图1和2可以看出,第一覆盖层2的材料幅材固定在环形辊5a、5b的边缘6a、6b上,其中,在边缘6a、6b之间,环形辊5a、5b分别设置有相对于中心平面M突出的以齿的形式的环7a、7b。由于第一覆盖层2的材料幅材固定在边缘6a、6b上,因此在第一拉伸装置4中在横向方向Q上被第一覆盖层2覆盖的宽度也没有改变。然而相互啮合的环7a、7b引起第一覆盖层2的材料幅材的拉长、即拉伸。拉伸的程度由环7a、7b的形状以及相对于中心平面M的偏移得出。
伸长率一般在50%至400%之间、特别是在100%至350%之间,优选在150%至300%之间。
在第一拉伸装置4上这样引导第一覆盖层2,使得即使在离开辊间隙后第一覆盖层2也继续贴靠在环形辊中的一个环形辊5a上并被引导。因此,第一覆盖层即使在离开辊间隙后也基本上保持在图2中所示的结构。
在第一覆盖层随后在相配设的环形辊5a上引导期间,第一覆盖层2与从铸造喷嘴9排出的挤出幅材8层压。第一覆盖层2与挤出幅材8的层压在相配设的环形辊5a与配合辊10的辊间隙之间进行,所述配合辊冷却并且因此也平整并固定挤出幅材8。配合辊10因此也可以称为平整辊或冷却辊。
由于第一覆盖层2在与挤出幅材8层压时在环形辊中的一个环形辊5a上引导,因此第一覆盖层2和挤出幅材8仅在线状的区段11上连接,而在这些区段11之间,第一覆盖层2基本上也保持图2中所示的具有褶皱的波浪形状。在连接的区段11之间保留有裸露的弯曲部12,这些弯曲部有助于特别柔软并且舒适的触感(参见图3a)。
根据图3a,区段11在生产方向上并且因此在层压物1的纵向方向L上是连续的。但原则上也可行的是,区段11沿纵向方向L是中断的。这可以通过使各个环7a、7b沿着相配设的环形辊5a、5b的周向方向中断、即分段来实现。
根据图3b,层压物1拉伸到这样的程度,使得图3a中所示的弯曲部12被彼此拉开,从而第一覆盖层2此时大体上平坦地靠置在弹性的膜3上。则层压物沿横向方向Q的宽度相应于第一覆盖层的在考虑波浪形状情况下的总宽度。因此,通过在图2中所示的在第一拉伸装置4中的拉伸程度,也为整个层压物1预定了拉伸界限。层压物能相对容易地拉伸直至达到图3b中所示的配置,其中,弹性的膜3大体上对于弹性特性和拉伸所需要的力起决定性作用。
在达到图3b中所示的配置时,第一覆盖层2此时被张紧并引起明显可感知的拉伸界限,所述拉伸界限被使用者感知为一种限制。通过这种措施能够避免层压物1在使用时被无意地过度拉伸并且因此在某些情况下损坏。
挤出幅材8或由其形成的弹性的膜3可以是单层或多层的,这没有限制。图4在这方面示例性地示出弹性的膜3的三层构造,其中,由热塑性弹性体制成的芯层13设置在覆层14之间,所述覆层优选没有弹性或弹性较小。至少恰巧是在薄的覆层14中,弹性对于层压物的基本功能不是必需的。在此也可以规定,覆层14由低熔点的材料制成,从而在从铸造喷嘴9排出后,芯层13相对快速地形成完整的均质层,而覆层14仍可以用于至少第一覆盖层2的良好的层压。在此也可以规定,优选由非织造材料形成的第一覆盖层2通过层压侵入到挤出幅材8中并且特别是到覆层14中。因此,非织造材料在连接的区段11上特别可靠地嵌入到弹性的膜3中并且然后仅能通过破坏而再次分离。
附加地或备选地,也可以规定,由非织造材料形成的覆盖层具有熔点不同的纤维和/或双组分纤维。在双组分纤维中,例如可以围绕高熔点的芯设置有低熔点的鞘,从而在与挤出幅材8连接时通过鞘的熔化也有助于实现特别高的结合强度。在纤维混合物的情况下,可以通过一定份额的低熔点的纤维来达到类似效果。在本发明的范畴内,也可以设置非熔融的纤维、例如粘胶纤维或棉,它们在制造时被压入到挤出幅材中并且因此机械地连接。
如前面已经描述的,例如水刺非织造材料特别适合用作覆盖层2。为此,根据图5示例性地示出典型的力-伸长率曲线图,其中,非织造材料在100%伸长率至300%伸长率之间的范围中具有转折点WP。在转折点WP之后,用于进一步拉伸所需的力F强烈上升,使得力-伸长率曲线图具有一种转弯15。符合目的的是,在层压之前,如图2所示的那样将非织造材料拉伸到大致转折点WP或转弯15,从而材料以有利的方式变薄而不失去所述材料的结构。然而在转弯15之后明显的力增加仍为层压物1方面保留,由此确保上述明显可感知的拉伸界限。非织造材料的断裂伸长率一般在100%之上、优选在150%之上并且特别是在200%之上。但根据非织造材料的构型,断裂伸长率也可位于300%、400%或500%之上。
根据本发明的一种进一步改进方案规定,层压物与第一覆盖层2相对置地还具有第二覆盖层16,所述第二覆盖层可以如前面结合第一覆盖层2所描述地形成。相应地,因此将第二覆盖层16输送给具有环形辊18a、18b的第二拉伸装置17,其中,关于进一步的细节参见与第一拉伸装置4相关的说明。
第二覆盖层16以少的偏移与挤出幅材8层压。在此必须确保挤出幅材8在与第二覆盖层16层压时还没有硬化到如下程度,使得不能再进行连接。为此,参考图4也有利的是,将由热塑性弹性体制成的芯层13与如下覆层14组合,所述覆层是低熔点的并且因此即使在温度下降时仍保持液态的或至少保持是软的。
原则上也可行的是,在挤出幅材8与第二覆盖层16层压之前将挤出幅材8的相应表面再加热到一定程度,为此在图6中示例性地示出加热装置19。加热装置19可以例如借助于热空气和/或红外辐射来进行加热。
通过图6中所示的实施方式可以在挤出幅材8的两侧上设置第一覆盖层2和第二覆盖层16。在此背景下,图7示出一种备选的实施方式,其中,将两个已经预先形成的分别仅具有弹性的膜3和第一覆盖层2的层压物1这样输送,使得弹性的膜3朝向彼此。在借助于加热装置19至少表面地加热之后,在辊间隙中进行连接。这两个贴靠在彼此上的弹性的膜3由此连结成一个大体上统一的弹性芯20。因此,由层压物1的两个区段形成一种双层压物21。
Claims (18)
1.一种用于制造弹性层压物(1)的方法,所述弹性层压物具有至少一个第一覆盖层(2)和弹性的膜(3),其中,
a)将所述第一覆盖层(2)作为第一材料幅材沿生产方向输送给第一拉伸装置(4),
b)随后以第一拉伸装置(4)将第一覆盖层(2)横向于生产方向拉伸并且在此起褶皱,并且要么
c)随后将起褶皱的第一覆盖层(2)与设置用于形成弹性的膜(3)的挤出幅材(8)连接,使得第一覆盖层(2)在其朝向挤出幅材(8)的一侧上仅在区段(11)上与挤出幅材(8)连接,
要么
d)随后将起褶皱的第一覆盖层(2)与预制的弹性的膜(3)通过如下方式连接,即,使弹性的膜(3)在其朝向第一覆盖层(2)的一侧上至少熔化,将第一覆盖层(2)仅在区段(11)上压靠到弹性的膜(3)的至少熔化的一侧上,并且在此使第一覆盖层(2)至少部分地嵌入到弹性的膜(3)的聚合物基质中;
其中,将所述第一材料幅材在第一拉伸装置(4)中在所述第一材料幅材的边缘上固定。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一拉伸装置(4)由两个相互啮合的环形辊形成。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,将所述第一材料幅材和挤出幅材(8)在所述环形辊中的一个环形辊(5a)与配合辊(10)之间的辊间隙中连接。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,将所述第一材料幅材和弹性的膜(3)在所述环形辊中的一个环形辊(5a)与配合辊(10)之间的辊间隙中连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,将第二覆盖层(16)作为第二材料幅材输送给第二拉伸装置(17),借助于第二拉伸装置(17)将所述第二覆盖层横向于生产方向拉伸并在此起褶皱,并且随后将所述第二覆盖层(16)起褶皱地与挤出幅材(8)或弹性的膜(3)连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,借助于第一拉伸装置(4)将所述第一材料幅材以在100%至400%之间的值拉伸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,将非织造材料作为所述第一材料幅材输送。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述非织造材料具有至少一个水刺层。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述非织造材料具有至少一个纺粘层。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述纺粘层包含卷曲纤维。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述纺粘层由卷曲纤维形成。
12.根据权利要求7所述的方法,其中,所述非织造材料具有至少300%的断裂伸长率,并且所述非织造材料的力-伸长率曲线图在100%伸长率与300%伸长率之间的范围中具有转折点(WP)。
13.根据权利要求7所述的方法,其中,所述非织造材料包含双组分纤维。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,将所述挤出幅材(8)或所述弹性的膜(3)多层地以由热塑性弹性体制成的层和至少一个覆层(14)形成。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,所述挤出幅材(8)或所述弹性的膜(3)由聚烯烃形成。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,将所述第一覆盖层(2)输送给具有如下宽度的第一拉伸装置(4),所述宽度相应于在层压时挤出幅材(8)或弹性的膜(3)的宽度的90%至110%之间。
17.一种层压物,所述层压物能按照根据权利要求1至16中任一项所述的方法获得,所述层压物具有至少一个由非织造材料制成的第一覆盖层(2)和弹性的膜(3),
i)其中,所述第一覆盖层(2)仅在沿纵向方向(L)延伸的区段(11)上与所述弹性的膜(3)连接,而无需单独的粘合剂,
ii)其中,所述第一覆盖层(2)沿横向方向(Q)波浪形地以在连接的区段(11)之间具有裸露的弯曲部(12)的方式设置在所述弹性的膜(3)上,
iii)其中,所述第一覆盖层(2)在将具有裸露的弯曲部(12)的波浪形状包含在内的情况下沿横向方向(Q)至少具有所述弹性的膜(3)的两倍宽度,并且
iv)其中,所述弹性的膜(3)在其形成后未拉伸,
v)其中,所述第一覆盖层(2)关于层压物的基面在未拉伸的状态中具有在15g/m2至80g/m2之间的单位面积重量。
18.根据权利要求17所述的层压物,其中,所述第一覆盖层(2)通过拉展而形成波浪形状。
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