DE102014103393A1

DE102014103393A1 - Vliessubstrate

Info

Publication number: DE102014103393A1
Application number: DE201410103393
Authority: DE
Inventors: Calvin Hoi Wung Cheng; Olaf Erik Alexander Isele; Brian Udengaard
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-09-18
Also published as: CA2905016A1; JP2016516916A; BR112015023506A2; GB2513246A; RU2637100C2; JP6185140B2; EP2968028A1; CL2015002672A1; EP2968028B1; CN105120818A; FR3003273A1; GB201404383D0; EP2968028B2; WO2014150434A1; GB2513246B; RU2015137153A; US20140272359A1; MX2015012161A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft zum Teil ein Vliessubstrat, das eine oder mehrere Schichten von Fasern umfasst. Das Vliessubstrat hat eine spezifische Oberfläche im Bereich von ungefähr 0,5 m2/g bis ungefähr 5 m2/g.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft generell Vliessubstrate zum Gebrauch in Handelsartikeln, wie Absorptionsartikeln und Tüchern, und Verpackungen und Verpackungsmaterialien für die Handelsartikel. Die vorliegende Offenbarung betrifft generell auch Absorptionsartikel, die Vliessubstrate umfassen, und Verfahren zu deren Herstellung.
HINTERGRUND
Vliessubstrate können in einer großen Vielfalt an Anwendungen geeignet sein. Verschiedene Vliessubstrate können Spinnvlies-Schmelzblas-Spinnvlies („SMS-“) Substrate umfassen, die Außenschichten von Spinnvliesthermoplasten (z. B. Polyolefinen) und Innenschichten von schmelzgeblasenen Thermoplasten umfassen. Einige Vliessubstrate, entweder zusätzlich zu oder anstelle von den schmelzgeblasenen Thermoplasten, können feine Fasern umfassen (d. h. Fasern mit einem Durchmesser von weniger als einem Mikrometer („N-Fasern“), um zum Beispiel „SMNS“-Substrate oder „SNS“-Substrate zu erzeugen. Solche Vliessubstrate können Spinnvliesschichten umfassen, die haltbar sind, und innere schmelzgeblasene Schichten und/oder Schichten aus feinen Fasern, die porös sind, aber die ein schnelles Durchschlagen von Flüssigkeiten, wie Körperflüssigkeiten zum Beispiel, oder die Penetration von Bakterien durch die Vliessubstrate hemmen können.
Absorptionsartikel wie Windeln, Übungshöschen, Inkontinenzprodukte für Erwachsene und Damenhygieneprodukte verwenden Vliessubstrate für viele Zwecke. Für viele Anwendungen spielen die Isoliereigenschaften der Vliessubstrate eine wichtige Rolle bei der Leistung der Vliessubstrate, wie der Leistung als Isolierschicht der Flüssigkeitspenetration zum Beispiel. Absorptionsartikel können mehrere Elemente umfassen, wie ein flüssigkeitsdurchlässiges Material oder eine Oberschicht, die angrenzend an die Haut des Trägers positioniert werden soll, ein flüssigkeitsundurchlässiges Material oder eine Unterschicht, die in der Nähe oder an der Außenoberfläche des Absorptionsartikels positioniert werden soll, verschiedene Isolierschichten oder -bündchen und einen Absorptionskern, der mindestens teilweise zwischen dem flüssigkeitsdurchlässigen Material und dem flüssigkeitsundurchlässigen Material angeordnet ist.
Häufig werden Folien, wie elastomere Folien, bei der Herstellung verschiedener Komponenten von Absorptionsartikeln und anderen Handelsartikeln verwendet. Zum Beispiel können Folien in flüssigkeitsdurchlässigen Schichten, flüssigkeitsundurchlässigen Schichten, Isolierbündchen, Isolierschichten, Seitenfeldern oder in anderen Komponenten von Absorptionsartikeln oder anderen Handelsartikeln verwendet werden. Folien stellen eine große Beständigkeit gegenüber Flüssigkeitsstrom bereit und bieten somit ideale Isolierleistung. Dies gilt sogar für perforierte Formfolien, bei denen die Folienfläche um die Öffnungen herum hervorragenden Schutz vor Flüssigkeitsstrom und Rücknässung bereitstellt. Folien sind jedoch im Vergleich zu Vliessubstraten recht teuer und weniger komfortabel für einen Träger. Deshalb versuchen Hersteller von Handelsartikeln, die Folien enthalten, in der Regel, die Menge der Folien in ihren Produkten zu reduzieren. Was gebraucht wird, sind Vliessubstrate, die den speziellen vorteilhaften Eigenschaften der Folien, wie Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung, entsprechen oder nahezu entsprechen können, während Komfort für die Benutzer und Kostenvorteile für die Hersteller bereitgestellt werden. Was auch gebraucht wird, sind Vliessubstrate, die niedrigere Flächengewichte als herkömmliche Vliessubstrate aufweisen, aber die gleichen Flüssigkeitsdurchschlagzeiten aufweisen wie die herkömmlichen Vliessubstrate, um wiederum Materialkosten für Hersteller zu sparen.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das eine oder mehrere Schichten von Fasern umfasst. Das Vliessubstrat hat eine spezifische Oberfläche im Bereich von ungefähr 0,5 m²/g bis ungefähr 5 m²/g.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das eine oder mehrere Schichten von Fasern umfasst. Das Vliessubstrat hat ein Verhältnis von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung zu Flächengewicht im Bereich von ungefähr 0,37 s/g/m² bis ungefähr 5 s/g/m².
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das eine oder mehrere Schichten von Fasern umfasst. Das Vliessubstrat hat eine spezifische Oberfläche im Bereich von ungefähr 0,5 m²/g bis ungefähr 5 m²/g und hat ein Verhältnis von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung zu Flächengewicht im Bereich von ungefähr 0,37 s/g/m² bis ungefähr 5,0 s/g/m².
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das eine oder mehrere Schichten von Fasern umfasst. Die spezifische Oberfläche des Vliessubstrats nimmt über einen vorgegebenen Zeitraum nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen um mindestens 10 % zu. Der vorgegebene Zeitraum ist größer als ungefähr 24 Stunden.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das mehrere Schichten von Fasern umfasst. Mindestens einige der Fasern haben einen massegemittelten Faserdurchmesser über 8 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,6 m²/g.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das mehrere Schichten von Fasern umfasst. Mindestens einige der Fasern haben einen massegemittelten Faserdurchmesser über 10 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,2 m²/g.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Offenbarung zum Teil ein Vliessubstrat, das mehrere Schichten von Fasern umfasst. Mindestens einige der Fasern haben einen massegemittelten Faserdurchmesser über 12 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,8 m²/g.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend genannten und anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung, und die Art und Weise ihres Erreichens wird offensichtlicher und die Offenbarung selbst wird besser verstanden mit Bezug auf die folgende Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen der Offenbarung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, wobei Folgendes gilt:
1 ist eine Draufsicht eines Absorptionsartikels (flach ausgelegt ohne elastische Kontraktion) gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform, wobei die kleidungsseitige Oberfläche zum Betrachter weist;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Absorptionsartikels von 1 gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform, wobei sich die Elastikteile in einem entspannten/zusammengezogenen Zustand befinden;
3 ist eine Querschnittsansicht des Absorptionsartikels von 1, vorgenommen entlang Linie 3-3, gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
4 ist eine Prinzipskizze einer Herstellungsvorrichtung, die zum Herstellen eines Vliessubstrats gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform verwendet wird;
5 ist eine beispielhafte Querschnittsansicht eines Vliessubstrats in einer dreischichtigen Konfiguration gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
6 ist eine perspektivische Ansicht des Vliessubstrats von 5, wobei verschiedene Abschnitte der Vliesschichten weggeschnitten sind, um die Zusammensetzung jeder Vliesschicht gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform zu zeigen;
7 ist eine Querschnittsansicht eines Vliessubstrats in einer vierschichtigen Konfiguration gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
8 ist eine perspektivische Ansicht des Vliessubstrats von 7, wobei verschiedene Abschnitte der Vliesschichten weggeschnitten sind, um die Zusammensetzung jeder Vliesschicht gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform zu zeigen;
9 ist eine Draufsicht eines Absorptionsartikels, der eine Damenbinde ist, die die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform umfassen kann;
10–12 sind Rasterelektronenmikroskop-(„SEM“-)Aufnahmen eines Vliessubstrats, das Fibrillen in Spinnvliesschichten davon aufweist, gemäß verschiedenen nicht einschränkenden Ausführungsformen;
13–15 sind zusätzliche SEM-Aufnahmen eines Vliessubstrats, das Fibrillen in Spinnvliesschichten davon aufweist, gemäß verschiedenen nicht einschränkenden Ausführungsformen;
16–18 sind SEM-Aufnahmen von Querschnittsansichten von Abschnitten eines Vliessubstrats, das Fibrillen in Spinnvliesschichten davon aufweist, gemäß verschiedenen nicht einschränkenden Ausführungsformen;
19 ist eine SEM-Aufnahme eines Abschnitts einer Bindungsstelle mit einer Verbindungsfläche, wobei mehrere Fibrillen von der Verbindungsfläche ausgehen, gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
20–22 sind SEM-Aufnahmen von Querschnittsansichten von Abschnitten einer Bindungsstelle mit einer Verbindungsfläche eines Vliessubstrats, wobei mehrere Fibrillen von der Verbindungsfläche ausgehen, gemäß verschiedenen nicht einschränkenden Ausführungsformen;
23 ist ein beispielhaftes Diagramm des Einflusses des Schmelzzusatzstoffes Glyceroltristearat auf die spezifische Oberfläche von Vliessubstraten der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu der spezifischen Oberfläche von herkömmlichen Vliessubstrate ohne Glyceroltristearat, gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
24 ist ein beispielhaftes Diagramm des Verhältnisses von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) zu Flächengewicht (g/m²) (Sekunden/g/m²) als Funktion der Menge an Glyceroltristearat (g/m²) in einem Vliessubstrat gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
25 ist ein beispielhaftes Diagramm der spezifischen Oberfläche (m²/g) als Funktion der Zeit (Stunden) nach der Herstellung des Vliessubstrats oder der Vliesschicht für Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
26 ist ein beispielhaftes Balkendiagramm von Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) an verschiedenen Vliessubstraten der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu einem herkömmlichen SMS-13-g/m²-Vliessubstrat, gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
27 ist ein beispielhaftes Diagramm von Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) auf der Basis der Glyceroltristearatprozentsätze, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform verwendet werden;
28 ist ein beispielhaftes Diagramm von Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) auf der Basis der Glyceroltristearatprozentsätze, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform verwendet werden. Die untere Linie steht für ein 19-g/m²-Spinnvliessubstrat. Die mittlere Linie steht für ein 16-g/m²-Spinnvliessubstrat. Die obere Linie steht für ein 13-g/m²-Spinnvliessubstrat.
29 ist ein beispielhaftes Diagramm von Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) auf der Basis von Faserdurchmessern (μm) gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
30 ist ein beispielhaftes Diagramm von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) auf der Basis der Menge an Glyceroltristearat (g/m²) innerhalb verschiedener Vliessubstrate gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
31 ist eine perspektivische Ansicht eines Tuchs oder Reinigungssubstrats, wobei das Tuch oder Reinigungssubstrat die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform umfassen kann;
32 ist eine perspektivische Ansicht einer Verpackung für Handelsartikel, wobei ein Abschnitt der Verpackung die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform umfassen kann;
33 ist eine SEM-Aufnahme einer Querschnittsansicht eines Vliessubstrats der vorliegenden Offenbarung, wobei die Lipidester in den Spinnvliesfasern mit einem gravimetrischen Gewichtsverlustverfahren gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform gelöst wurden;
34 ist eine SEM-Aufnahme einer Querschnittsansicht einer Spinnvliesfaser von 33 gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
35 ist ein beispielhaftes Diagramm von massegemitteltem Faserdurchmesser (X-Achse) als Funktion der spezifischen Oberfläche (Y-Achse) gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform; und
36 ist eine Ansicht einer Öffnung, die im hierin beschriebenen Test der Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung verwendet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden nun verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben, um ein allgemeines Verständnis der Prinzipien der Struktur, Funktion, Herstellung und Verwendung der Vliessubstrate und Verfahren zu deren Herstellung, die hierin offenbart sind, zu vermitteln. Ein oder mehrere Beispiele dieser nicht einschränkenden Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht. Fachleute verstehen, dass die Vliessubstrate und Verfahren zu deren Herstellung, die hierin speziell beschrieben und in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind, nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsformen sind und dass der Umfang der verschiedenen nicht einschränkenden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausschließlich von den Ansprüchen bestimmt wird. Die Merkmale, die in Verbindung mit einer nicht einschränkenden Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, können mit den Merkmalen anderer nicht einschränkender Ausführungsformen kombiniert werden. Solche Modifikationen und Variationen sollen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sein.
Definitionen:
In dieser Beschreibung haben die folgenden Begriffe die folgende Bedeutung: Der Begriff „Absorptionsartikel“ bezieht sich auf Einwegvorrichtungen wie Windeln für Säuglinge, Kinder oder Erwachsene oder Inkontinenzprodukte, Übungshöschen, Damenbinden, Tampons und dergleichen, die an oder in der Nähe des Körpers oder einer natürlichen Öffnung des Körpers des Trägers platziert werden, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen (z. B. Urin, Stuhl, Menstruation) zu absorbieren und einzubehalten. Bestimmte Absorptionsartikel können eine Oberschicht oder flüssigkeitsdurchlässige Schicht, eine Unterschicht oder flüssigkeitsundurchlässige Schicht und einen Absorptionskern, der mindestens teilweise zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist, umfassen. Die Artikel können auch ein Aufnahmesystem (das eine oder mehrere Schichten umfassen kann) und in der Regel andere Komponenten umfassen. Beispielhafte Absorptionsartikel der vorliegenden Offenbarung werden in der nachstehenden Beschreibung und in den Figuren in der Form einer Windel mit Klebebändern und einer Damenbinde weiter veranschaulicht. Nichts in dieser Beschreibung sollte so verstanden werden, dass es den Umfang der Ansprüche auf der Grundlage der dargestellten und beschriebenen beispielhaften Absorptionsartikel einschränkt. Somit gilt die vorliegende Offenbarung für jede geeignete Form von Absorptionsartikeln (z. B. Übungshöschen, Inkontinenzprodukte für Erwachsene, Damenbinden). Um Zweifel auszuräumen: Die Absorptionsartikel schleißen keine Tücher ein. Tücher sind nachstehend definiert und liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
Der Begriff „Umgebungsbedingungen“ ist als typische Bedingungen nach der Herstellung des Vliessubstrats und/oder Absorptionsartikels, Lagerbedingungen von Vliessubstraten und/oder Absorptionsartikeln und insbesondere 20 Grad C +/– 7 Grad C bei einer relativen Feuchtigkeit von 50 % +/– 30 % definiert.
Der Begriff „Handelsartikel“ schließt jegliche Produkte wie zum Beispiel Absorptionsartikel, Tücher (feucht oder trocken), Reinigungs- oder Staubwischsubstrate, Filter, Filtermedien, Zahnbürsten oder Batterien ein.
Der Begriff „Flächengewicht“ wird durch den nachfolgend dargelegten Flächengewichtstest definiert. Das Flächengewicht ist in Gramm/m² (g/m²) angegeben.
Der Begriff „Verbindungsfläche“ bezieht sich auf die Fläche einer einzelnen Bindungsstelle.
Der Begriff „Querrichtung“ bezieht sich auf eine Richtung, die generell senkrecht zur Maschinenlaufrichtung ist.
Der Begriff „Durchmesser“, wenn er sich auf Fasern bezieht, wird durch den nachfolgend dargelegten Faserdurchmesser- und Denier-Test definiert. Der Durchmesser von Fasern ist in Mikrometern angegeben.
Der Begriff „Elastikstrang“ oder „Elastikelement“ bezieht sich auf ein Band oder einen Strang (d. h. große Länge im Vergleich zu entweder Breite und Höhe oder Durchmesser des Querschnitts), wie möglicherweise einen Teil des inneren oder äußeren Bündchens, das eine Komponente eines Artikels rafft.
Der Begriff „Faser“ bezieht sich auf jede Art von Kunstfaser, -faden oder -fibrille, ob nun kontinuierlich oder diskontinuierlich, die durch ein Spinnverfahren, ein Schmelzblasverfahren, ein Schmelzfibrillations- oder Folienfibrillationsverfahren oder ein Elektrospinn-Herstellungsverfahren oder jedes andere geeignete Verfahren hergestellt wird.
Der Begriff „Folie“ bezieht sich auf ein Polymermaterial mit einer hautartigen Struktur und umfassen keine einzeln erkennbaren Fasern. Somit schließt „Folie“ kein Vliesmaterial ein. Für die Zwecke hierin kann ein hautartiges Material perforiert, mit Öffnungen versehen oder mikroporös sein und immer noch als „Folie“ gelten.
Der Begriff „Fibrillen“ bezieht sich auf Vorsprünge, längliche Vorsprünge oder Erhebungen, die sich von einer Oberfläche nach außen erstrecken oder von einer Außenoberfläche einer Faser generell radial nach außen erstrecken. In einigen Fällen können sich die Vorsprünge, länglichen Vorsprünge oder Erhebungen relativ zu einer Längsachse der Faser radial nach außen erstrecken. Radial nach außen bedeutet im Bereich von 1 bis 89 Grad relativ zur Längsachse. In noch anderen Fällen können sich die Vorsprünge, länglichen Vorsprünge oder Erhebungen von einer Oberfläche einer Faser mindestens in einem längs verlaufenden mittleren Drittel der Faser radial nach außen erstrecken. Die Vorsprünge, länglichen Vorsprünge oder Erhebungen umfassen, bestehen aus oder bestehen im Wesentlichen (z. B. zu 51 % bis 100 % oder 51 % bis 99 %) aus Schmelzzusatzstoffen, wie Lipidestern. Die Vorsprünge, länglichen Vorsprünge oder Erhebungen wachsen unter Umgebungsbedingungen aus den Fasern erst nach einem Zeitraum (z. B. 6–100 Stunden) nach der Herstellung des Vliessubstrats. Fibrillen können mit einem SEM bei mindestens 1.000-facher Vergrößerung betrachtet werden.
Der Begriff „hydrophob“ bezieht sich auf ein Material oder eine Zusammensetzung mit einem Kontaktwinkel größer als oder gleich 90° gemäß The American Chemical Society Publication, „Contact Angle, Wettability, and Adhesion", herausgegeben von Robert F. Gould und 1964 urheberrechtlich geschützt. In bestimmten Ausführungsformen können hydrophobe Oberflächen Kontaktwinkel von mehr als 120°, mehr als 140° oder sogar mehr als 150° aufweisen. Hydrophobe flüssige Zusammensetzungen sind generell mit Wasser unvermischbar. Der Begriff „hydrophober Schmelzzusatzstoff“ bezieht sich auf eine hydrophobe Zusammensetzung, die als Zusatzstoff in eine Schmelzzusammensetzung aufgenommen wurde (d. h. einer thermoplastischen Schmelze beigemischt wurde), die dann zu Fasern und/oder einem Substrat geformt wird (z. B. durch Spinnvliesverfahren, Schmelzblasen, Schmelzfibrillation oder Extrudieren).
Der Begriff „hydrophobe Oberflächenbeschichtung“ bezieht sich auf eine Zusammensetzung, die auf eine Oberfläche aufgetragen wurde, um die Oberfläche hydrophob oder hydrophober zu machen. „Hydrophobe Oberflächenbeschichtungszusammensetzung“ bedeutet eine Zusammensetzung, die auf eine Oberfläche eines Substrats, wie eines Vliessubstrats, aufgetragen wird, um eine hydrophobe Oberflächenbeschichtung bereitzustellen.
Der Begriff „verbunden“ oder „gebunden“ oder „befestigt“, wie hier verwendet, umfasst Konfigurationen, wobei ein Element direkt mit einem anderen Element verbunden ist, indem das Element direkt an dem anderen Element befestigt ist, und Konfigurationen, wobei ein Element indirekt an einem anderen Element befestigt ist, indem das Element an Zwischenelement(en) angebracht ist, die wiederum an dem anderen Element befestigt sind.
Der Begriff „Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung“ bezieht sich auf eine Flüssigkeit mit einer Oberflächenspannung von 32 mN/m +/– 1,0 mN/m.
Der Begriff „Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung” ist durch den nachfolgend dargelegten Test der Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung definiert. Die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung ist in Sekunden angegeben.
Der Begriff „Maschinenlaufrichtung“ (MD) bezieht sich auf die Richtung des Materialstroms durch ein Verfahren.
Der Begriff „Kalanderbindung“ oder „thermische Bindung“ bezieht sich auf eine Bindung, die zwischen Fasern eines Vliesstoffes mithilfe von Druck und Temperatur gebildet wird, so dass die Polymerfasern innerhalb der Bindung schmelzen oder miteinander verschmelzen, um einen komprimierten, flachen Bereich zu bilden, der ein kontinuierliches filmartiges Material sein kann. Der Begriff „Kalanderbindung“ umfasst keine Bindung, die mithilfe eines Klebstoffs oder durch Anwendung von Druck gebildet wird, wie lediglich durch mechanische Bindung nachstehend definiert. Der Begriff „thermische Bindung“ oder „Kalanderbindung“ bezieht sich auch auf das Verfahren, das zum Erzeugen der thermischen Bindung verwendet wird.
Der Begriff „mechanische Bindung“ bezieht sich auf eine Bindung, die zwischen zwei Materialien durch Druck, Ultraschallbefestigung und/oder ein anderes mechanisches Bindungsverfahren ohne beabsichtigte Anwendung von Wärme gebildet wird. Der Begriff mechanische Bindung umfasst keine Bindung, die mit einem Klebstoff gebildet wird.
Der Begriff „Schicht“ bezieht sich auf eine Lage eines Vliesstoffes oder eines anderen Materials.
Der Begriff „Substrat“ bezieht sich auf eine lagenförmige Struktur einer oder mehrerer Schichten, wie ein Vliessubstrat.
Der Begriff „Titer“ bezieht sich auf die Längsdichte, wie im Bezug auf Gewicht pro Längeneinheit einer Faser gemessen.
Der Begriff „Denier“ bezieht sich auf eine Einheit der Feinheit einer Faser, die gleich dem Gewicht (in Gramm) pro 9000 m Faser ist.
Der Begriff „massegemittelter Durchmesser“ bezieht sich auf einen massegewichteten arithmetischen mittleren Durchmesser von Fasern, der aus dem Faserdurchmesser berechnet wird, der mit dem nachfolgend dargelegten Faserdurchmesser- und Denier-Test gemessen wird. Der massegemittelte Durchmesser von Fasern wird den nachfolgend dargelegten Faserdurchmesserberechnungen berechnet. Der massegemittelte Durchmesser von Fasern ist in Mikrometern angegeben.
Der Begriff „zahlengemittelter Durchmesser,“ alternativ „durchschnittlicher Durchmesser“, bezieht sich auf einen arithmetischen mittleren Durchmesser von Fasern, der aus dem Faserdurchmesser berechnet wird, der mit dem nachfolgend dargelegten Faserdurchmesser- und Denier-Test gemessen wird. Der zahlengemittelte Durchmesser von Fasern wird den nachfolgend dargelegten Faserdurchmesserberechnungen berechnet. Der zahlengemittelte Durchmesser von Fasern ist in Mikrometern angegeben.
Vliessubstrate, die Eigenschaften aufweisen, die einigen Folieneigenschaften entsprechen oder nahezu entsprechen, sind erwünscht. Eine Folieneigenschaft, die bei einem Vliesmaterial vorteilhaft wäre, ist die Fähigkeit der Folie, flüssigkeitsundurchlässig oder im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig zu sein. Folien sind in der Regel weniger atmungsaktiv, weniger komfortabel und generell bei Bewegung lauter als Vliesmaterialien, sofern sie nicht mit teureren Herstellungsverfahren vliesstoffartiger gemacht werden. Somit sind Vliesmaterialien, die folienartige oder nahezu folienartige Flüssigkeitsdurchlässigkeitseigenschaften aufweisen, auf-grund der enormen Kosteneinsparungen und des größeren Komforts für den Benutzer im Zusammenhang mit selbigen erwünscht. In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung Vliessubstrate mit erhöhten Flüssigkeitsisoliereigenschaften bereit. In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Offenbarung Vliessubstrate mit einer oder mehreren Schichten von Fasern bereit, wobei die Vliessubstrate bestimmte spezifische Oberflächen aufweisen, die größer sind als spezifische Oberflächen herkömmlicher Vliessubstrate. In einer Ausführungsform kann ein Vliessubstrat der vorliegenden Offenbarung eine oder mehrere Schichten von Fasern aufweisen, wobei von einer Oberfläche von mindestens einigen der Fasern in der einen oder den mehreren Schichten von Fasern mehrere Fibrillen nach außen, oder radial nach außen, verlaufen können. Die Fibrillen können zu verringerter Fluid-(d. h. Flüssigkeits- oder Gas-)Durchlässigkeit, insbesondere Flüssigkeitsdurchlässigkeit, in der Schicht von Fasern und dem Vliessubstrat insgesamt führen. Bei einem Vliessubstrat können alle Schichten Fasern aufweisen, die Fibrillen umfassen, oder es können weniger als alle Schichten Fasern mit Fibrillen aufweisen. Anders ausgedrückt können einige Schichten Fasern aufweisen, die frei von Fibrillen sind, während andere Schichten Fasern mit Fibrillen aufweisen können. Einige Schichten können Fasern mit Fibrillen und Fasern ohne Fibrillen aufweisen. Die spezifischen Oberflächen der Vliessubstrate und der Fasern mit Fibrillen werden nachstehend nach einer allgemeineren Beschreibung eines beispielhaften Absorptionsartikels zum Gebrauch mit den Vliessubstraten der vorliegenden Offenbarung ausführlicher erläutert. Tücher, Verpackungen und Verpackungsmaterialien, die die hierin erörterten Vliessubstrate verwenden, liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung. Diese werden auch nachstehend ausführlicher erläutert.
Vliessubstrate können Lagen einzelner Vliesschichten von Fasern, Filamenten oder einer Kombination von Fasern und Filamenten, die mithilfe mechanischer, thermischer oder chemischer Bindungsverfahren miteinander verbunden werden, umfassen. Vliessubstrate können als relativ flache, poröse Lagen ausgebildet werden, die direkt aus einzelnen Fasern, einschließlich Stapelfasern, direkt aus geschmolzenem Kunststoff, aus Kunststofffolien und/oder einer Kombination der vorstehend genannten hergestellt sind. Einige Vliessubstrate können zum Beispiel durch eine Trägerschicht verstärkt oder gestärkt werden. Vliessubstrate können technisch hergestellte Stoffe sein, die Stoffe mit begrenzter Lebensdauer und zur einzelnen Anwendung oder sehr haltbare, wiederverwendbare Stoffe sein können. In verschiedenen Ausführungsformen sorgen Vliessubstrate für spezielle Funktionen, wie Absorptionsvermögen, Flüssigkeitsabweisungsvermögen, Elastizität, Dehnbarkeit, Trübung, Weichheit und/oder Festigkeit. Diese Eigenschaften werden oft kombiniert, um Vliessubstrate zu erzeugen, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind, während sie ein gutes Gleichgewicht zwischen nützlicher Produktlebensdauer und Kosten erzielen. Eine umfassende Liste von Vliesstoffherstellungsverfahren ist in „The Handbook of Nonwovens", herausgegeben von S. J. Russell und veröffentlicht von Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC (ISBN: 978-0-8493-2596-0), zum Beispiel beschrieben.
Direkt von Polymer zu nassgelegten Vliesmaterialien
Kontinuierliche und diskontinuierliche Faserspinnungstechnologien geschmolzener Materialien und in der Regel von Thermoplasten werden allgemein als Spinnvlies- oder Schmelzspinntechnologien bezeichnet. Schmelzspinntechnologien können sowohl das Schmelzblasverfahren als auch die Spinnvliesverfahren umfassen. Ein Spinnvliesverfahren umfasst das Zuführen eines geschmolzenen Polymers, das dann mit einem Blaskopf unter Druck durch eine große Anzahl von Öffnungen in einer Platte, bekannt als Spinndüse, extrudiert wird. Die resultierenden kontinuierlichen Fasern werden gequencht und mit einem beliebigen von einer Reihe von Verfahren gezogen, wie zum Beispiel Schlitzziehsysteme, Anschwächer oder Ziehwalzen (Godet). In dem Spinnlege- oder Spinnvliesverfahren werden die kontinuierlichen Fasern als lose Bahn auf einer bewegten perforierten Oberfläche, wie einem Drahtsieb-Förderband zum Beispiel, gesammelt. Wenn mehrere Spinndüsen nacheinander geschaltet zum Bilden eines mehrschichtigen Vliessubstrats verwendet werden, werden die aufeinander folgenden Vliesschichten auf der obersten Oberfläche der zuvor gebildeten Vliesschicht gesammelt. Spinngelegte oder Spinnvliessubstrate können aus mehreren Komponenten bestehen (z. B. wie ein Kern und eine Hülle oder ein segmentierter Kreis oder Matrix/Fibrillen), aus mehreren Bestandteilen bestehen (d. h. Mischungen mehrerer Chemikalien in einer Komponente) sowie eine Vielfalt von Querschnitten neben rund oder kreisförmig aufweisen, wie trilobal, oval oder hohl. Beispiele für die Herstellung, wie ein breiter Bereich spinngelegter Schichten oder Stoffe, sind in den US-Patenten Nr. 3,502,763 an Hartmann et al., 3,692,618 an Dorschner et al., 3,338,992 an Kinney, 4,820,142 an Balk, 5,460,500 an Geus et al., 6,932,590 an Geus et al., 5,382,400 an Pike et al., 7,320,581 an Allen et al. und 7,476,350 an Allen beschrieben.
Das Schmelzblasverfahren entspricht dem Spinnlege- oder Spinnvliesverfahren durch Bildung einer Schicht eines Vliessubstrats, wobei ein geschmolzenes Polymer durch Öffnungen in einer Spinndüse oder einem Blaskopf, in der Regel mit einer einzelnen Reihe kleiner Öffnungen in dem Blaskopf, extrudiert wird. Eine hohe Strömungsrate von heißem, schnellem Gas trifft auf die Fasern und schwächt diese, wenn sie aus dem Blaskopf kommen, und zieht sie schnell zu Mikrofasern mit Durchmessern in der Größenordnung von einem bis zehn Mikrometer und mit unbestimmter Länge. Es unterscheidet sich vom Spinnvliesverfahren an der Stelle, an der die Kontinuität der Fasern generell bewahrt wird. Die Fasern werden dann geblasen und durch die schnelle Luft auf einem Kollektor, einer Fördereinrichtung oder einer anderen Bahn angelagert.
Oft werden schmelzgeblasene Vliesschichten zu spinngelegten Vliesschichten gegeben, um schmelzgesponnene-schmelzgeblasene („SM“) Vliessubstrate oder schmelzgesponnene-schmelzgeblasene-schmelzgesponnene („SMS“) Vliessubstrate zu bilden, die die Attribute von S- und M-Vliesstrukturen kombinieren, z. B. feste Vliessubstrate mit einigen Isoliereigenschaften. Beschreibungen zum Herstellen solcher schmelzgeblasener Fasern, Schichten und Vliessubstrate sind zum Beispiel in: „Superfine Thermoplastic Fibers" von Van A. Wente, in Ind. Eng. Chem. Res. 48 (8) 1956, S. 1342–46, oder in den US-Patenten Nr. 3,849,241 an Buntin et al. und 5,098,636 an Balk zu finden.
Andere Verfahren zum Herstellen noch feinerer Fasern, einschließlich Fasern mit durchschnittlichen Durchmessern von weniger als einem Mikrometer oder 1000 Nanometern (eine „N-Faser“), können Schmelzfibrillation, erweiterte Schmelzblastechnologie oder Elektrospinnen umfassen. Erweiterte Schmelzblastechnologie ist zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 4,818,464 an Lau, 5,114,631 an Nyssen et al., 5,620,785 an Watt et al. und 7,501,085 an Bodaghi et al. Beschrieben. Schmelzfolienfibrillationstechnologie als Beispiel für Schmelzfibrillation ist eine allgemeine Klasse zum Herstellen von Fasern, die dadurch definiert sind, dass ein oder mehrere Polymere geschmolzen werden und in viele mögliche Konfigurationen extrudiert werden (z. B. Hohlröhrenfolien, Folienlagen, Coextrusion, homogene oder Bikomponentenfolien oder -filamente) und dann zu Filamenten fibrilliert oder faserig gemacht. Beispiele solcher Verfahren sind in den US-Patenten Nr. 4,536,361 an Torobin, 6,110,588 an Perez et al., 7,666,343 an Johnson et al., 6,800,226 an Gerking beschrieben. Elektrospinnverfahren, die zum Herstellen feiner Fasern geeignet sind, sind in den US-Patenten Nr. 1,975,504 an Formhals et al., 7,585,437 an Jirsak et al., 6,713,011 an Chu et al., 8,257,641 an Qi et al.; und auch in „Electrospinning" von A. Greiner und J. Wendorff in Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46(30), 5670–5703, beschrieben.
Die spinngelegten oder schmelzgesponnenen Fasern haben in der Regel einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von ungefähr 8 Mikrometer bis ungefähr 30 Mikrometer oder einen Fasertiter im Bereich von 0,5 bis 10 Denier. Die schmelzgeblasenen Fasern haben einen Durchmesser in der Regel im Bereich von durchschnittlich 0,5 Mikrometer bis 10 Mikrometer oder 0,001 Denier bis 0,5 Denier und im Bereich von ungefähr 0,1 Mikrometer bis über 10 Mikrometer. Feine Fasern haben einen durchschnittlichen oder mittleren Durchmesser im Bereich von 0,1 Mikrometer bis 2 Mikrometer, und einige feine Fasern haben einen zahlengemittelten Durchmesser von weniger als ungefähr 1 Mikrometer, einen massegemittelten Durchmesser von weniger als ungefähr 1,5 Mikrometer und ein Verhältnis des massegemittelten Durchmessers zum zahlengemittelten Durchmesser von weniger als ungefähr 2.
Oft werden schmelzgeblasene Vliesschichten („M“) zu spinngelegten Vliesschichten („S“) hinzugefügt, um schmelzgesponnene-schmelzgeblasene („SM“) Vliessubstrate, schmelzgesponnene-schmelzgeblasene-schmelzgesponnene („SMS“) Vliessubstrate, SSMMS-Vliessubstrate, SSMMSS-Vliessubstrate oder andere Vliessubstrate zu bilden, die die Eigenschaften von S- und M-Vliesstrukturen kombinieren, z. B. feste Vliessubstrate mit einigen Flüssigkeitsisoliereigenschaften. Gleiches kann mit feinen Fasern und Schichten feiner Fasern, die als „N“ bezeichnet werden, erfolgen, um SN, MN, SMN, SMNS, SMNMS, SNMN, SSMNS, SSMNNS oder andere geeignete Kombinationen von Schichten herzustellen.
Trockengelegte und nassgelegte Vliessubstrate
Zusätzlich zu Vliessubstraten aus Faserspinnungstechnologien geschmolzener Materialien können Vliessubstrate mithilfe anderer Mittel aus vorgefertigten Fasern (einschließlich natürlicher Fasern), wie durch Trockenlegungs- oder Nasslegungstechnologien, hergestellt werden. Zu Trockenlegungstechnologien gehören Kardierung und Luftlegung. Diese Technologien können miteinander kombiniert werden, z. B. trockengelegt mit schmelzgesponnen, um mehrschichtige, funktionelle Vliessubstrate zu bilden.
Das Kardierungverfahren verwendet Fasern, die in diskrete Längen geschnitten sind und Stapelfaser genannt werden. Die Art von Faser und die gewünschten Endprodukteigenschaften bestimmen die Faserlänge und den Denier. Typische Stapelfasern haben eine Länge im Bereich von 20 mm bis 200 mm und eine lineare Dichte im Bereich von 1 dpf bis 50 dpf (Denier pro Faser), obwohl Stapelfasern über diesem Bereich auch zur Kardierung verwendet werden können. Die Kardierungstechnologie verarbeitet diese Stapelfasern zu einem geformten Substrat. Stapelfasern werden in der Regel in komprimierten Ballen vertrieben, die geöffnet werden müssen, um gleichmäßige Vliessubstrate zu bilden. Dieses Öffnungsverfahren kann mit einer Kombination von Ballenöffnung, Groböffnung, Feinöffnung oder einem ähnlichen Verfahren erfolgen. Stapelfasern werden oft gemischt, um unterschiedliche Faserarten zu mischen und/oder die Gleichmäßigkeit zu verbessern. Fasern können durch Fasermischtrichter, Ballenöffner, Mischboxen oder durch ähnliche Verfahren gemischt werden. Die geöffneten und gemischten Fasern werden zu einer Schütte transportiert, die die Fasern über die Breite der Karde und mit einer Dichte angelagert, die so gleichmäßig wie möglich ist, um ein Vliessubstrat mit der gewünschten Flächengewichts-Gleichmäßigkeit herzustellen. Die Karde enthält eine Reihe paralleler Walzen und/oder fester Platten, die mit metallverkleideten, starre Sägezähne aufweisenden Drähten mit spezieller Geometrie bedeckt sind, zwischen denen Stapelfasern verarbeitet werden. Die Kardierung findet statt, wenn Faserbüschel zwischen den Berührungspunkten zweier Oberflächen transportiert werden, die eine differenzielle Oberflächengeschwindigkeit und entgegengesetzte Winkelrichtungen auf der Metallverkleidung aufweisen. Karden können einen einzelnen Hauptzylinder zum Kardieren oder mehrere Zylinder aufweisen. Karden können einen einzelnen Abnehmer oder mehrere Abnehmer aufweisen, um die kardierten Fasern zu entfernen, und die Karden können randomisierte Walzen oder Kondensatorwalzen enthalten, um die stark isotrope Ausrichtung der einzelnen Fasern in der Bahn zu reduzieren. Das Kardierungverfahren kann eine einzelne Karde oder mehrere nacheinander geschaltete Karden enthalten, wobei die Fasern einer nachfolgenden Karde auf den Fasern einer vorherigen Karde angelagert werden und somit mehrere Schichten, z. B. aus unterschiedlichen Faserzusammensetzungen, bilden können. Die Ausrichtung dieser Karden kann parallel zum nachgeschalteten Vorgang oder mithilfe von Drehen oder Kreuzlegen senkrecht zum nachgeschalteten Vorgang sein.
Das Luftlegungsverfahren verwendet auch Fasern diskreter Länge, obwohl diese Fasern oft kürzer als die zur Kardierung verwendeten Stapelfasern sind. Die Länge von Fasern, die beim Luftlegen verwendet werden, liegt in der Regel im Bereich von 2 mm bis 20 mm, obwohl Längen über diesem Bereich ebenfalls verwendet werden können. Teilchen können während des Luftlegeverfahrens ebenfalls in der Faserstruktur angelagert werden. Einige Fasern zur Luftlegung können ähnlich wie zur Kardierung hergestellt werden, d. h. Öffnen und Mischen wie vorstehend beschrieben. Bei anderen Fasern, wie Zellstoff, können Mühlen, wie Hammermühlen oder Scheibenmühlen, verwendet werden, um die Fasern zu individualisieren. Die verschiedenen Fasern können gemischt werden, um die Gleichmäßigkeit von Eigenschaften des fertigen Vliessubstrats zu verbessern. Die Luftlegeformvorrichtung kombiniert externe Luft und die Fasern und/oder Teilchen so, dass die Fasern und/oder Teilchen in dem Luftstrom mitgenommen werden. Nach der Mitnahme werden die Fasern und/oder Teilchen als lose Bahn auf einer bewegten perforierten Oberfläche, wie einem Drahtsieb-Förderband zum Beispiel, gesammelt. Das Luftlegeverfahren kann eine einzelne Luftlegeformvorrichtung oder mehrere nacheinander geschaltete Luftlegeformvorrichtungen enthalten, wobei die Fasern und/oder Teilchen der nachfolgenden Luftlegeformvorrichtung auf den Fasern und/oder Teilchen einer vorherigen Luftlegeformvorrichtung angelagert werden, wobei die Herstellung eines mehrschichtigen Vliessubstrats ermöglicht wird.
Nassgelegte Vliesstoffe werden mit einem modifizierten Papierherstellungsverfahren erzeugt und verwenden in der Regel Fasern im Bereich von 2 mm bis 20 mm, obwohl Längen über diesem Bereich ebenfalls verwendet werden. Einige Fasern zur Nasslegung können ähnlich wie zur Kardierung hergestellt werden, d. h. Öffnen und Mischen wie vorstehend beschrieben. Bei anderen Fasern, wie Zellstoff, können Mühlen, wie Hammermühlen oder Scheibenmühlen, verwendet werden, um die Fasern zu individualisieren. Die Fasern werden in Wasser suspendiert, möglicherweise mit anderen Zusatzstoffen wie Bindemitteln, und dieser Brei wird in der Regel in einen Auflaufkasten gegeben, von dem aus er auf eine Nasslegeformvorrichtung fließt, um eine Materiallage zu erzeugen. Nach anfänglicher Wasserentfernung wird die Bahn gebunden und getrocknet.
Bindung
Vliessubstrate können durch thermische, mechanisch oder chemische Verfahren gebunden (verfestigt) werden. Bei Vliessubstraten aus Cellulosematerialien können die Vliessubstrate mit Wasserstoffbindung gebunden werden. Bindung erfolgt in der Regel mit dem Formverfahren gekoppelt, kann jedoch auch prozessentkoppelt durchgeführt werden. Thermische Bindung schließt Kalanderbindung mit glatten und/oder gemusterten Walzen und Durchluftbindung mit flachen Band- und/ oder Trommeloberflächen ein. Mechanische Bindung schließt Nadelfilzung, Nähwirken und Wasserstrahlverfestigung (ebenfalls als Spunlacing bekannt) ein. Chemische Bindung schließt Klebstoff-, Latex- und/oder Lösungsmittelauftragung auf die Fasern durch Sprühen, Drucken, Aufschäumen oder Sättigung ein, gefolgt von Trocknung und Erzeugung eines Vliessubstrats ausreichender Integrität. Andere Nachbereitung, wie Bedrucken oder Beschichten, kann folgen. Danach werden die Vliessubstrate in Rollenform gewickelt, geschnitten / neu gewickelt, verpackt und zur weiteren Verarbeitung und/oder Umwandlung zu Endprodukten versendet.
Zusammensetzung von Fasern und Filamenten
In verschiedenen Ausführungsformen können synthetische Fasern der Vliesstrukturen zum Beispiel aus Polyestern, einschließlich PET, PTT, PBT, und Polymilchsäure (PLA) und Alkyden, Polyolefinen, einschließlich Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polybutylen (PB), olefinischen Copolymeren aus Ethylen und Propylen, elastomeren Polymeren, einschließlich thermoplastischen Polyurethanen (TPU) und styrolischen Blockcopolymeren (linearen und radialen Di- und Triblockcopolymeren, wie verschiedenen Typen von Kraton), Polystyrolen, Polyamiden, PHA (Polyhydroxyalkanoaten) und z. B. PHB (Polyhydroxybutyrat) und stärkebasierten Zusammensetzungen, einschließlich thermoplastischer Stärke, hergestellt werden. Die Bestandteile der Fasern können aus biologischen Quellen, wie pflanzlichem Material, wie zum Beispiel bei PLA oder „Bio-PE“ hergestellt sein. Die vorstehenden Polymere können als Homopolymere, Copolymere, Mischungen und Legierungen davon verwendet werden. In den verschiedenen Ausführungsformen können natürliche Fasern der Vliesstrukturen aus digerierten Cellulosefasern aus Weichholz (von Nadelbäumen gewonnen), Hartholz (von Laubbäumen gewonnen) oder Baumwolle, einschließlich Rayon und Baumwolle, Fasern von Espartogras, Bagasse, Kemp, Flachs, Jute, Kenaf, Sisal und anderen Holz- und Cellulosefaserquellen hergestellt sein, jedoch nicht darauf beschränkt. Die Fasern können andere Bestandteile für Farbe, Festigkeit, Alterungsstabilität, Geruchsbekämpfung oder andere Zwecke umfassen, z. B. Titandioxid, um Glanz zu reduzieren und die Trübung zu verbessern.
Eine Vielfalt von in Massenproduktion hergestellten Absorptionsartikel und Handelsartikel verwenden Vliessubstrate, wie SMS-Substrate, bei ihrer Herstellung. Einer der größten Benutzer dieser Vliessubstrate sind die Einwegwindelindustrie, die Tücherindustrie, die Reinigungssubstratindustrie und die Damenhygieneprodukteindustrie.
Die folgende Beschreibung erörtert generell einen geeigneten Absorptionskern, eine Oberschicht oder flüssigkeitsdurchlässige Schicht und eine Unterschicht oder flüssigkeitsundurchlässige Schicht, die in Absorptionsartikeln verwendet werden können. Der Absorptionskern kann mindestens teilweise zwischen oder vollständig zwischen der flüssigkeitsdurchlässigen Schicht und der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht angeordnet sein. Andere Produkte, wie Damenbinden, Reinigungssubstrate und Tücher liegen auch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung, wie nachstehend erörtert.
1 ist eine Draufsicht eines Absorptionsartikels 10, der die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung als Komponente davon aufweisen kann. Der Absorptionsartikel 10 ist in seinem flachen, nicht zusammengezogenen Zustand (d. h. wobei seine elastisch induzierte Kontraktion zur Veranschaulichung entfernt wurde) dargestellt, wobei Abschnitte des Absorptionsartikels 10 weggeschnitten sind, um den Aufbau des Absorptionsartikels 10 deutlicher zu zeigen. Ein Abschnitt des Absorptionsartikels 10, der vom Träger abgewandt ist (d. h. die kleidungsseitige Oberfläche) weist in 1 zum Betrachter. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Absorptionsartikels 10 von 1 in einem teilweise zusammengezogenen Zustand. Wie in 1 dargestellt, kann der Absorptionsartikel 10 eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 20, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 30, die mit der Oberschicht 20 verbunden ist, und einen Absorptionskern 40, der mindestens teilweise oder vollständig zwischen der Oberschicht 20 und der Unterschicht 30 angeordnet ist, umfassen. Der Absorptionskern 40 hat eine Außenoberfläche (oder kleidungsseitige Oberfläche) 42, eine Innenoberfläche (oder eine trägerseitige Oberfläche) 44, Seitenränder 46 und Taillenränder 48. In einer Ausführungsform kann der Absorptionsartikel 10 abdichtende Isolierbündchen 50 und längs verlaufende Isolierbündchen 51 umfassen. Die längs verlaufenden Isolierbündchen 51 können in einigen Ausführungsformen generell parallel zu einer mittigen Längsachse 59 verlaufen. Zum Beispiel können die längs verlaufenden Isolierbündchen 51 im Wesentlichen zwischen den zwei Endrändern 57 verlaufen. Der Absorptionsartikel 10 kann ein elastisches Taillenelement, dessen Mehrheit als 60 bezeichnet ist, und ein Befestigungssystem, dessen Mehrheit generell als 70 bezeichnet ist, umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Absorptionsartikel 10 eine Außenoberfläche 52 (kleidungsseitige Oberfläche), eine Innenoberfläche 54 (trägerseitige Oberfläche) gegenüber der Außenoberfläche 52, einen ersten Taillenbereich 56, einen zweiten Taillenbereich 58 und einen Umfang 53, der von den Längsrändern 55 und den Endrändern 57 definiert ist, aufweisen. (Obwohl der Fachmann erkennt, dass ein Absorptionsartikel, wie eine Windel, in der Regel so beschrieben ist, dass sie ein Paar Taillenbereiche und einen Schrittbereich zwischen den Taillenbereichen aufweist, ist in dieser Anmeldung zur Einfachheit der Terminologie der Absorptionsartikel 10 so beschrieben, als hätte er nur Taillenbereiche, die einen Abschnitt des Absorptionsartikels umfassen, der in der Regel als Teil des Schrittbereichs bezeichnet wäre). Die Innenoberfläche 54 des Absorptionsartikels 10 umfasst den Abschnitt des Absorptionsartikels 10, der während des Gebrauchs angrenzend an den Körper des Trägers positioniert ist (d. h. die Innenoberfläche 54 wird generell von mindestens einem Abschnitt der Oberschicht 20 und anderen Komponenten, die mit der Oberschicht 20 verbunden sein können, gebildet). Die Außenoberfläche 52 umfasst den Abschnitt des Absorptionsartikels 10, der vom Körper des Trägers abgewandt positioniert ist (d. h. die Außenoberfläche 52 wird generell von mindestens einem Abschnitt der Unterschicht 30 und anderen Komponenten, die mit der Unterschicht 30 verbunden sein können, gebildet). Der erste Taillenbereich 56 bzw. der zweite Taillenbereich 58 verlaufen von den Endränder 57 des Umfangs 53 zur Querachse (Querschnittslinie 3-3) des Absorptionsartikels 10.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Absorptionsartikels 10 (mit zusammengezogenen Elastikteilen), umfassend ein Paar längs verlaufende Isolierbündchen 51 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 3 zeigt eine Querschnittsansicht, vorgenommen entlang Linie 3-3 von 1.
In einer Ausführungsform kann der Absorptionskern 40 jede Größe oder Form aufweisen, die mit dem Absorptionsartikel 10 kompatibel ist. In einer Ausführungsform können Abschnitte des Absorptionskerns 40 aus einem oder mehreren der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung hergestellt sein. In einer Ausführungsform kann der Absorptionsartikel 10 einen asymmetrischen, modifizierten T-förmigen Absorptionskern 40 mit einer Verschmälerung am Seitenrand 46 im ersten Taillenbereich 56, der jedoch im zweiten Taillenbereich 58 generell rechteckig bleibt, aufweisen. Der Absorptionskern kann auch jegliche anderen geeigneten Formen, wie rechteckige, aufweisen. Verschiedene Absorptionskernkonstruktionen sind in der Technik allgemein bekannt. Der Absorptionskern 40 kann auch eine Kernabdeckung 41 (wie in 3 dargestellt und wie nachstehend ausführlicher beschrieben) und eine Vliesstäubeschicht 41’, die zwischen dem Absorptionskern 40 und der Unterschicht 30 angeordnet ist, umfassen. In einer Ausführungsform können die Kernabdeckung 41 und die Vliesstäubeschicht 41’ aus einem oder mehreren der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung hergestellt sein.
Der Kern 40 kann ein C-gewickelter Kern oder eine andere geeignete Kernkonfiguration sein. Bei einem C-gewickelten Kern kann die Kernabdeckung 41 mindestens teilweise um die Stäubeschicht 41’ oder vice versa gewickelt sein, um den Kern 40 zu schließen und zu verhindern oder mindestens zu hemmen, dass seine Inhalte aus dem Kern 40 austreten, nachdem er mit Körperflüssigkeiten beladen wurde. In einer Ausführungsform kann der Kern Superabsorberpolymere in einem Gewichtsprozentsatz von mindestens 80 %, mindestens 85 %, mindestens 90 %, mindestens 95 % oder sogar 100 % umfassen.
In einer Ausführungsform kann die Oberschicht 20 des Absorptionsartikels 10 ein hydrophiles Material umfassen, das schnelle Übertragung von Flüssigkeiten (z. B. Urin, Menstruation und/oder flüssigen Fäkalien) durch die Oberschicht 20 fördert. Die Oberschicht 20 kann nachgiebig sein, sich weich anfühlen und die Haut des Trägers nicht reizen. Ferner kann die Oberschicht 20 flüssigkeitsdurchlässig sein und es Flüssigkeiten (z. B. Menstruation, Urin und/oder flüssigen Fäkalien) ermöglichen, problemlos durch ihre Dicke zu dringen. In einer Ausführungsform kann die Oberschicht 20 aus einem hydrophilen Material hergestellt sein, oder mindestens die obere Oberfläche der Oberschicht kann hydrophil behandelt sein, so dass Flüssigkeiten schneller durch die Oberschicht gelangen und in den Absorptionskern 40 eintreten. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Körperausscheidungen oder -flüssigkeiten von der Oberschicht 20 abfließen, statt durch die Oberschicht 20 gezogen und vom Absorptionskern 40 absorbiert zu werden. Die Oberschicht 20 kann zum Beispiel durch Behandlung mit einem Tensid hydrophil gemacht werden. In einer Ausführungsform kann die Oberschicht 20 aus einem oder mehreren der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung hergestellt sein.
In einer Ausführungsform kann die Unterschicht 30 undurchlässig oder mindestens teilweise undurchlässig für Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit geringer Oberflächenspannung (z. B. Menstruation, Urin und/oder flüssigen Fäkalien) sein. Die Unterschicht 30 kann aus einer dünnen Kunststofffolie hergestellt sein, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien ebenfalls verwendet werden können. Die Unterschicht 30 kann verhindern oder mindestens hemmen, dass die Körperausscheidungen, die vom Absorptionskern 40 absorbiert werden und darin enthalten sind, Artikel benässen, die den Absorptionsartikel 10 berühren, wie Bettlaken, Kleidung, Schlafanzüge und Unterwäsche zum Beispiel. Die Unterschicht 30 kann ein Gewebe- oder ein Vliessubstrat, Polymerfolien, wie thermoplastische Folien aus Polyethylen oder Polypropylen, und/oder Verbundstoffe, wie ein folienbeschichtetes Vliesmaterial oder Folien-Vlies-Laminat umfassen. In einer Ausführungsform kann eine Unterschicht 30 eine Polyethylenfolie mit einer Dicke von 0,012 mm (0,5 mil) bis 0,051 mm (2,0 mil) sein. Beispielhafte Polyethylenfolien werden von Clopay Corporation, Cincinnati, Ohio, USA unter der Bezeichnung P18–1401 und von Tredegar Film Products, Terre Haute, Ind., USA unter der Bezeichnung XP-39385 hergestellt. Die Unterschicht 30 kann geprägt und/oder aufgeraut sein, um ein stoffartigeres Aussehen bereitzustellen. Ferner kann die Unterschicht 30 zulassen, dass Dämpfe aus dem Absorptionskern 40 entweichen (d. h. die Unterschicht 30 ist atmungsaktiv und weist eine adäquate Luftdurchlässigkeit auf), während noch verhindert oder mindestens gehemmt wird, dass Körperausscheidungen durch die Unterschicht 30 gelangen. Die Größe der Unterschicht 30 kann von der Größe des Absorptionskerns 40 und der genauen gewählten Gestaltung des Absorptionsartikels vorgegeben sein. In einer Ausführungsform kann die Unterschicht 30 aus einem oder mehreren der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung hergestellt sein.
Andere fakultative Elemente des Absorptionsartikels 10 können ein Befestigungssystem 70, elastifizierte Seitenfelder 82 und ein Taillenelement 60 umfassen. Das Befestigungssystem 70 ermöglicht das Verbinden des ersten Taillenbereichs 56 mit dem zweiten Taillenbereich 58 in einer überlappenden Konfiguration, so dass die Querspannungen um den Umfang des Absorptionsartikels 10 aufrecht erhalten werden, um den Absorptionsartikel 10 am Träger zu halten. Beispielhafte Befestigungssysteme 70 sind in den US-Patenten Nr. 4,846,815 , erteilt an Scripps am 11. Juli 1989, 4,894,060 , erteilt an Nestegard am 16. Januar 1990, 4,946,527 , erteilt an Battrell am 7. August 1990, 3,848,594 , erteilt an Buell am 19. November 1974, 4,662,875 , erteilt an Hirotsu et al. am 5. Mai 1987, und 5,151,092 , erteilt an Buell et al. am 29. September 1992, offenbart. In bestimmten Ausführungsformen kann das Befestigungssystem 70 weggelassen werden. In solchen Ausführungsformen können die Taillenbereiche 56 und 58 vom Absorptionsartikelhersteller miteinander verbunden werden, um eine Höschenwindel mit einer vorgefertigten Taillenöffnung und Beinöffnungen zu bilden (d. h. es ist keine Bearbeitung der Windel durch den Endbenutzer erforderlich, um die Taillenöffnung und die Beinöffnungen zu bilden). Höschenwindeln werden allgemein auch als „geschlossene Windeln,“ „vorbefestigte Windeln,“ „Windeln zum Anziehen,“ „Übungshöschen“ und „Windelhöschen“ bezeichnet. Geeignete Höschenwindeln sind in den US-Patenten Nr. 5,246,433 , erteilt an Hasse et al. am 21. September 1993, 5,569,234 , erteilt an Buell et al. am 29. Oktober 1996, 6,120,487 , erteilt an Ashton am 19. September 2000, 6,120,489 , erteilt an Johnson et al. am 19. September 2000, 4,940,464 , erteilt an Van Gompel et al. am 10. Juli 1990, und 5,092,861 , erteilt an Nomura et al. am 3. März 1992, offenbart. Generell können die Taillenbereiche 56 und 58 durch ein dauerhaftes oder wiederbefestigbares Bindungsverfahren miteinander verbunden werden.
In einer Ausführungsform kann der Absorptionsartikel 10 ein oder mehrere längs verlaufende Isolierbündchen 51 umfassen, die verbesserte Einbehaltung von Flüssigkeiten und anderen Körperausscheidungen bereitstellen können. Die längs verlaufenden Isolierbündchen 51 können ein oder mehrere der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung umfassen. Die längs verlaufenden Isolierbündchen 51 können auch als Beinbündchen, Isolierbeinbündchen, längs verlaufende Beinbündchen, Beinbänder, Seitenklappen, elastische Bündchen oder „stehende“ elastifizierte Klappen bezeichnet werden. Elastizität kann den längs verlaufenden Isolierbündchen 51 von einem oder mehreren Elastikelementen 63 verliehen. Elastikelemente 63 können dem längs verlaufenden Isolierbündchen 51 Elastizität verleihen und können helfen, das längs verlaufende Isolierbündchen 51 in einer „stehenden“ Position zu halten. US-Patent Nr. 3,860,003 , erteilt an Buell am 14. Juli 1975, beschreibt eine Einwegwindel, die eine kontrahierbare Beinöffnung mit einer Seitenklappe und einem oder mehreren Elastikelementen bereitstellt, um ein elastifiziertes Beinbündchen bereitzustellen. US-Patente Nr. 4,808,178 und 4,909,803 , erteilt an Aziz et al. am 28. Feb. 1989 bzw. 20. Mrz. 1990, beschreiben Absorptionsartikel, die „stehende“ elastifizierte Klappen umfassen, die die Einschließung in den Beinbereichen des Absorptionsartikels 10 verbessern. Außerdem können in einigen Ausführungsformen das eine oder die mehreren längs verlaufenden Isolierbündchen 51 integral mit einem oder mehreren Dichtungsbündchen 50 sein. Wie bei den längs verlaufenden Isolierbündchen 51 können die Dichtungsbündchen 50 ein oder mehrere Elastikelemente 62 umfassen. Die Dichtungsbündchen 50 können ein oder mehrere Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung umfassen.
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Absorptionsartikels 10 von 1, vorgenommen entlang Linie 3-3. 3 zeigt eine Bündchenkonstruktion; jedoch können Änderungen an der Bündchenkonstruktion vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ein Dichtungsbündchen 50 und ein längs verlaufendes Isolierbündchen 51 sind beide in 3 dargestellt, jedoch ist auch eine einzelne Bündchengestaltung machbar. 3 zeigt eine Konstruktion eines Dichtungsbündchens 50 und eines längs verlaufenden Isolierbündchens 51 gemäß einer Ausführungsform. Beide Bündchen 50, 51 teilen ein gemeinsames Vliessubstrat 65, wie ein SMS-Vliessubstrat, ein SNS-Vliessubstrat oder ein SMNS-Vliessubstrat zum Beispiel. Das längs verlaufende Isolierbündchen 51 ist in einer einschichtigen Konfiguration dargestellt, wobei es über einen erheblichen Abschnitt der Seitenbreite des längs verlaufenden Isolierbündchens 51 eine einzelne Lage des Vliessubstrats 65 umfasst. Fachleute erkennen, dass die Konfiguration des Vliessubstrats in verschiedenen Ausführungsformen verändert werden kann.
Wie in 3 dargestellt, kann eine Kernabdeckung 41 in bestimmten Ausführungsformen des Absorptionsartikels 10 enthalten sein, um Strukturintegrität für den Absorptionskern 40 bereitzustellen. Die Kernabdeckung 41 kann die Komponenten des Absorptionskerns 40 enthalten, wie Cellulosematerial und Absorptionsgeliermaterial oder Superabsorberpolymere, die ohne physische Sperre jeweils dazu neigen, zu migrieren, sich zu bewegen oder in der Luft getragen zu werden. Die Kernabdeckung 41 kann den Kern 40 ganz umhüllen, wie in 3 dargestellt, oder kann den Absorptionskern 40 teilweise bedecken.
In bestimmten Ausführungsformen kann der Absorptionsartikel 10 eine Außenabdeckung 31 umfassen. Die Außenabdeckung 31 kann die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte Außenoberfläche des Absorptionsartikels 10 bedecken. In einigen Ausführungsformen kann die Außenabdeckung 31 mit der Unterschicht 30 enden. Die Außenabdeckung 31 kann mit einem Abschnitt der Unterschicht 30 verbunden sein, um eine Laminatstruktur zu bilden.
4 zeigt eine Prinzipskizze einer Formvorrichtung 110, die zum Herstellen eines Vliessubstrats 112 der vorliegenden Offenbarung verwendet wird. Zum Herstellen eines Vliessubstrats ist die Formvorrichtung 110 so dargestellt, dass sie einen ersten Balken 120 zum Herstellen erster grober Fasern 135 (z. B. Spinnvliesfasern), einen fakultativen zweiten Balken 121 zum Herstellen von Zwischenfasern 127 (z. B. schmelzgeblasenen Fasern), einen dritten Balken 122 zum Herstellen feiner Fasern 131 (z. B. N-Fasern) und einen vierten Balken 123 zum Herstellen zweiter grober Fasern 124 (z. B. Spinnvliesfasern) aufweist. Die Formvorrichtung 110 kann ein endloses Formband 114 umfassen, das um Walzen 116, 118 läuft, so dass das Formband 114 in der durch die Pfeile 114 angegebenen Richtung angetrieben wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann bei Verwendung des fakultativen zweiten Balkens 121 dieser zum Beispiel zwischen dem ersten Balken 120 und dem dritten Balken 122 (wie dargestellt) positioniert werden oder zwischen dem dritten Balken 122 und dem vierten Balken 124 positioniert werden. Die Walzen 138 und 140 können einen Walzenspalt bilden, um die Fasern in den mehreren Schichten aneinander zu binden oder zu kalandrieren, um das Vliessubstrat zu bilden. Das Element 136 kann eine Schicht von Spinnvliesfasern sein. Das Element 128 kann eine Schicht von Zwischenfasern, Spinnvliesfasern oder feinen Fasern sein. Das Element 132 kann eine Schicht von Zwischenfasern, Spinnvliesfasern oder feinen Fasern sein. Das Element 125 kann eine Schicht von Spinnvliesfasern sein. Jede der Schichten von Fasern kann so gebildet werden, dass nach einem vorgegebenen Zeitraum unter Umgebungsbedingungen davon nach außen verlaufende Fibrillen wachsen, wie nachstehend ausführlicher erläutert. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines SNS-Vliessubstrats oder eines SMS-Vliessubstrats an einer Kalanderbindungsstelle 168 gemäß einer Ausführungsform. Fibrillen können nach einem vorgegebenen Zeitraum unter Umgebungsbedingungen aus der Kalanderbindungsstelle 168 wachsen, wie nachstehend erörtert. Das Spinnvlies, die Zwischenschicht und die feinen Fasern können Einkomponenten- oder Bikomponenten- oder Polymermischungstyp sein.
In einer Ausführungsform kann bezugnehmend auf 5 und 6 das Vliessubstrat 112 eine erste Vliesschicht 125, eine zweite Vliesschicht 132 und eine dritte Vliesschicht 136 umfassen. Die Bindungsstelle 168 kann eine Verbindungsfläche aufweisen. Die zweite Vliesschicht 132 kann zwischen der ersten Vliesschicht 125 und der dritten Vliesschicht 136 angeordnet sein. Außerdem können die erste Vliesschicht 125, die zweite Vliesschicht 132 und die dritte Vliesschicht 136 mithilfe eines geeigneten Bindungsverfahrens, wie eines Kalandrier-Bindungsverfahrens zum Beispiel, intermittierend aneinander gebunden sein. In einer Ausführungsform umfasst das Vliessubstrat 112 keine Folie. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Vliessubstrat 112 eine Spinnvliesschicht, die der ersten Vliesschicht 125 entsprechen kann, eine N-Faserschicht oder Zwischenschicht, die der zweiten Vliesschicht 132 entsprechen kann, und eine zweite Spinnvliesschicht, die der dritten Vliesschicht 136 entsprechen kann, umfassen.
In einer Ausführungsform kann bezugnehmend auf 7 und 8 ein Vliessubstrat 212 eine erste Vliesschicht 225, eine zweite Vliesschicht 232, eine dritte Vliesschicht 236 und eine vierte Vliesschicht 228 umfassen. Eine Bindungsstelle 268, wie eine Kalander-Bindungsstelle, ist in dem Vliessubstrat 212 dargestellt. Die Bindungsstelle 268 weist eine Verbindungsfläche auf. Die erste Vliesschicht 225, die zweite Vliesschicht 232, die dritte Vliesschicht 236 und die vierte Vliesschicht 228 können mithilfe eines geeigneten Bindungsverfahrens, wie eines Kalandrier-Bindungsverfahrens zum Beispiel, intermittierend aneinander gebunden sein. In einer Ausführungsform umfasst das Vliessubstrat 212 keine Folie. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Vliessubstrat 212 eine Spinnvliesschicht, die der ersten Vliesschicht 225 entsprechen kann, eine schmelzgeblasenen Schicht oder einer Schicht feiner Fasern, die der vierten Vliesschicht 228 entsprechen können, eine Schicht feiner Fasern oder eine N-Faserschicht oder eine schmelzgeblasene Schicht, die der zweiten Vliesstoffkomponentenschicht 232 entsprechen können, und eine zweite Spinnvliesschicht, die der dritten Vliesstoffkomponentenschicht 236 entsprechen kann, umfassen. Andere Konfigurationen von Vliessubstraten sind vorgesehen und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung, wie zum Beispiel ein Vliessubstrat, das eine oder mehrere Spinnvliesschichten, eine oder mehrere schmelzgeblasene oder Zwischenschichten und/oder eine oder mehrere Schichten von feinen oder N-Fasern.
In einer Ausführungsform können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung aus mehreren Vliesschichten gebildet werden, die in verschiedenen Kombinationen und Vertauschungen mehrerer Spinnvlies-, schmelzgeblasenen und N-Faserschichten angeordnet sind, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf SMS, SMMS, SSMMS, SMMSS, SMN, SNS, SMNMS, SMMNMS, SSMMNS, SSNNSS, SSSNSSS, SSMMNNSS, SSMMNNMS und andere geeignete Variationen.
In einer Ausführungsform kann bezugnehmend auf 9 der Absorptionsartikel eine Damenbinde 110 sein. Die trägerseitige Oberfläche weist in 9 zum Betrachter. Die Damenbinde 110 kann eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 114, eine flüssigkeitsundurchlässige oder im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 116 und einen Absorptionskern 118, der mindestens teilweise zwischen der Oberschicht 114 und der Unterschicht 116 angeordnet ist, umfassen. Die Damenbinde 110 kann auch Flügel 120 umfassen, die im Bezug auf eine Längsachse 180 der Damenbinde 110 nach außen verlaufen. Die Damenbinde 110 kann auch eine Querachse 190 umfassen. Die Flügel 120 können mit der Oberschicht 114, der Unterschicht 116 und/oder dem Absorptionskern 118 verbunden sein. Die Damenbinde 110 kann auch einen vorderen Rand 122, einen hinteren Rand 124, der dem vorderen Rand 122 in Längsrichtung gegenüberliegt, einen ersten Seitenrand 126 und einen zweiten Seitenrand 128, der dem ersten Seitenrand 126 in Längsrichtung gegenüberliegt, umfassen. Die Längsachse 180 kann von einem Mittelpunkt des vorderen Rands 122 zu einem Mittelpunkt des hinteren Rands 124 verlaufen. Die Querachse 190 kann von einem Mittelpunkt des ersten Seitenrands 126 zu einem Mittelpunkt des zweiten Seitenrands 128 verlaufen. Die Damenbinde 110 kann auch mit zusätzlichen, allgemein bei Damenbinden zu findenden Merkmalen versehen sein, wie in der Technik bekannt ist, wie zum Beispiel einem Klebstoff auf der Unterschicht, um die Damenbinde an Unterwäsche zu befestigen. Die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung können einen oder mehrere Abschnitte der Damenbinde 110 bilden, wie die Oberschicht 114, die Unterschicht 116, den Absorptionskern 118 und/oder die Flügel 120 zum Beispiel.
In einer Ausführungsform kann ein Vliessubstrat eine oder mehrere Schichten von Spinnvliesfasern „S“, schmelzgeblasenen Fasern „M“ und/oder feinen Fasern „N“ umfassen. Eine oder mehrere der Vliesschichten können Fasern umfassen, wobei mindestens mehrere der Fasern oder alle oder die meisten der Fasern Fibrillen umfassen, die von einer Oberfläche oder einer radialen Außenoberfläche der Fasern nach außen oder weitgehend radial nach außen verlaufen. In einer Ausführungsform können die Fibrillen in einer Schicht des Vliessubstrats (in allen oder einigen der Fasern), in allen Schichten des Vliessubstrats (in allen oder einigen der Fasern) oder in weniger als allen Schichten des Vliessubstrats (in allen oder einigen der Fasern) vorhanden sein. In einem Fall können in mindestens einer Schicht der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung mehrere Fasern oder alle Fasern frei von Fibrillen oder im Wesentlichen frei von Fibrillen sein.
Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen von Vliessubstraten, die Spinnvliesfasern aufweisen, die die Fibrillen umfassen, die von einer Oberfläche davon nach außen oder radial nach außen verlaufen, sind in 10–15 dargestellt. 10–12 zeigen ein 22-g/m²-SMMS-Vliessubstrat, wobei die Spinnvliesfasern des Vliessubstrats aus einer Zusammensetzung gebildet wurden, die zu ungefähr 10 Gew.-% der Zusammensetzung das Lipidesterglyceroltristearat umfasst. Die Spinnvliesschichten des Vliessubstrats haben jeweils ein Flächengewicht von 10 g/m², während die schmelzgeblasenen Schichten jeweils ein Flächengewicht von 1 g/m² aufweisen. Die schmelzgeblasenen Schichten in 10–12 weisen keine Fasern auf, die Fibrillen umfassen, obwohl die schmelzgeblasenen Fasern (und die feinen Fasern) mit Fibrillen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. 11 und 12 sind stärker vergrößerte Ansichten des Vliessubstrats von 10. 13–15 zeigen ein 14-g/m²-SM-Vliessubstrat, wobei die Spinnvliesfasern des Vliessubstrats aus einer Zusammensetzung gebildet wurden, die zu ungefähr 10 Gew.-% der Zusammensetzung das Lipidesterglyceroltristearat umfasst. 14 und 15 sind stärker vergrößerte Ansichten des Vliessubstrats von 13. Die Spinnvliesschicht des Vliessubstrats hat ein Flächengewicht von 13 g/m², und die schmelzgeblasene Schicht hat ein Flächengewicht von 1 g/m². Die schmelzgeblasenen Schichten von 13–15 weisen keine Fasern auf, die Fibrillen umfassen, obwohl die schmelzgeblasenen Fasern (und die feinen Fasern) mit Fibrillen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
16–18 zeigen SEM-Aufnahmen von Querschnittsansichten eines SMNS-Vliessubstrats, wobei mindestens einige der Spinnvliesfasern Fibrillen umfassen. Das Vliessubstrat hat ein gesamtes Flächengewicht von 18 g/m². Die Spinnvliesfasern, die Fibrillen umfassen, werden aus einer Zusammensetzung gebildet, die zu 10 Gew.-% der Zusammensetzung Glyceroltristearat umfasst. Die schmelzgeblasene Schicht und die Schicht feiner Fasern weisen in 16–18 keine Fasern auf, die Fibrillen umfassen, obwohl die schmelzgeblasenen und feinen Fasern mit Fibrillen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
Einige beispielhafte Konfigurationen von Vliessubstraten, die eine oder mehrere Schichten aufweisen, bei denen mehrere Fasern Fibrillen umfassen oder alle Fasern Fibrillen umfassen, sind nachstehend aufgeführt. Ein „*“ nach dem Buchstaben gibt an, dass die Schicht Fasern aufweist, wobei mindestens einige oder alle der Fasern Fibrillen aufweisen. Einige beispielhafte Konfigurationen sind folgende: S*MS*, SM*S, S*M*S, SM*S*, S*M*S*, S*M*NS, S*M*NS*, S*M*N*S*, SM*N*S, S*MNS*, SMN*S, S*SMNS, S*S*MNS, S*S*MNS*, S*S*M*NS*, S*S*M*N*S*, S*SM*NS*, S*MNMS*, S*M*NMS*, SSM*N*MS, S*S*M*MS, S*SM*MS und/oder S*MM*S. Jegliche anderen geeigneten Konfigurationen von Schichten mit oder ohne Fibrillen liegen ebenfalls innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
In einigen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, dass eine oder mehrere Schichten, die Fasern umfassen, die Fibrillen umfassen, an bestimmten Seiten des Vliessubstrats oder an bestimmten Stellen innerhalb des Vliessubstrats angeordnet sind. In einem Beispiel können die Schichten, die die Fasern umfassen, die die Fibrillen umfassen, an einer trägerseitigen Seite oder einer kleidungsseitigen Seite oder beiden eines Absorptionsartikels angeordnet sein, während die mittleren Schichten des Vliessubstrats Fasern mit Fibrillen umfassen können, aber nicht müssen. In anderen Ausführungsformen können die Schichten, die die Fasern mit Fibrillen umfassen, in Zwischenschichten des Vliessubstrats angeordnet sein. In noch anderen Ausführungsformen können sich die Schichten, die Fasern mit Fibrillen umfassen, durch ein Vliessubstrat abwechseln (z. B. Schicht mit Fasern, die Fibrillen umfassen, Schicht ohne Fasern, die Fibrillen umfassen, Schicht mit Fasern, die Fibrillen umfassen, usw.). In anderen Ausführungsformen können die Schichten mit Fasern, die Fibrillen aufweisen, in einem Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche miteinander angeordnet sein. Die Anordnung der Schichten, die Fasern mit Fibrillen umfassen, kann in den jeweiligen Anwendungen unterschiedlich sein. Bei einem Tuch können die Schicht oder Schichten von Fasern, die Fibrillen aufweisen, an der Seite des Tuchs angeordnet sein, die die Oberfläche oder den Körperteil, die bzw. der gereinigt, abgewischt, abgerieben oder geschrubbt werden soll, angeordnet sein oder kann an anderen Stellen angeordnet sein.
Obwohl die Fibrillen von Oberflächen einzelner Fasern nach außen verlaufen, können die Fibrillen auch zu anderen Fasern innerhalb derselben Schicht oder einer anderen Schicht eines Vliessubstrats und/oder zu Fibrillen, die von den Fasern innerhalb derselben Schicht oder einer anderen Schicht des Vliessubstrats ausgehen, verlaufen (d. h. diese berühren). Ein Beispiel dieses Merkmals ist in 14 und 15 offenbart. Wenn die Fibrillen zwischen Fasern und/oder anderen Fibrillen verlaufen, kann das Vliessubstrat eine größere Beständigkeit gegen Flüssigkeitspenetration (z. B. Durchschlag von Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung) erreichen, da die Fibrillen Spalten oder Poren in dem Vliessubstrat schließen, wenn sie mit anderen Fasern oder Fibrillen zusammenwirken. Anders ausgedrückt reduzieren die Fibrillen, die zwischen den Fasern und/oder anderen Fibrillen verlaufen, die offene Fläche des Vliessubstrats, wodurch die Flüssigkeitsisoliereigenschaften verbessert werden. In einigen Fällen können längere Fibrillen andere Fibrillen und/oder Fasern mehr berühren als kürzere Fibrillen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Fibrillen eine Länge von einer Außenoberfläche oder einer radialen Außenoberfläche der Fasern zu einem freien Ende der Fibrillen (d. h. dem Ende der Fibrillen, das am weitesten von der Außenoberfläche der Fasern entfernt ist) im Bereich von ungefähr 0,2 μm bis ungefähr 40 μm, ungefähr 0,5 μm bis ungefähr 20 μm, ungefähr 1 μm bis ungefähr 15 μm, ungefähr 1 μm bis ungefähr 10 μm, ungefähr 1 μm bis ungefähr 5 μm, ungefähr 2,5 μm bis ungefähr 5 μm, ungefähr 2 μm bis ungefähr 4 μm, ungefähr 2,5 μm bis ungefähr 3,5 μm oder ungefähr 3 μm aufweisen, wobei alle 0,1-μm-Schritte innerhalb der vorstehend genannten Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. Die Fibrillen der verschiedenen Fasern in der einen oder den mehreren Vliesschichten können von gleicher Länge oder innerhalb des gleichen Längenbereichs, im Wesentlichen der gleichen Länge oder innerhalb im Wesentlichen des gleichen Längenbereichs sein oder können unterschiedliche Längen oder unterschiedliche Längenbereiche aufweisen. In einer Ausführungsform können die Fasern in einer Schicht eines Vliessubstrats, wie einer Spinnvliesschicht, Fasern aufweisen, die Fibrillen mit einer ersten Länge oder einem ersten Längenbereich aufweisen, und die Fasern in einer zweiten Schicht des Vliessubstrats, wie einer anderen Spinnvliesschicht, einer schmelzgeblasenen Schicht oder einer Schicht feiner Fasern, können Fasern aufweisen, die Fibrillen mit einer zweiten Länge oder einem zweiten Längenbereich aufweisen. Die ersten und die zweiten Längen und/ oder die ersten und die zweiten Längenbereiche der Fibrillen können gleich, im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sein. In einer Ausführungsform können die ersten und zweiten Längen und/oder Längenbereiche der Fibrillen in den bzw. den schmelzgeblasenen Schicht(en) oder Schicht(en) feiner Fasern kleiner oder größer sein als in der bzw. den Spinnvliesschicht(en). Außerdem können die ersten und zweiten Längen und/oder Längenbereiche der Fibrillen in der bzw. den Schicht(en) feiner Fasern kleiner oder größer sein als in der bzw. den schmelzgeblasenen Schicht(en). Die Fibrillen können eine gleichmäßige Dicke oder eine variierende Dicke aufweisen und können jede geeignete Querschnittsform aufweisen. Es wird angenommen, dass ein Hauptfaktor, der die Länge, Dicke und/oder Querschnittsform der Fibrillen bestimmt, die Menge, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, an Schmelzzusatzstoffen, wie Lipidestern, ist, die einer Zusammensetzung zum Bilden der Fasern zugegeben werden, wie nachstehend ausführlicher erläutert.
Ähnlich wichtig ist die Auswahl der Polymermassezusammensetzung, in die der Schmelzzusatzstoff eingebracht wird und aus dem die Fibrillen entstehen, insbesondere die Härte, Dichte und Kristallinität der Polymermassematrix in den Fasern ist ein Faktor. Ein anderer Faktor ist die Zusammensetzung des Schmelzzusatzstoffes, z. B. konkrete Art von Lipidester, so dass er durch die Polymermassematrix mehr oder weniger leicht diffundieren kann und so dass er als Fibrille von der Oberfläche der Faser weiter wachsen kann. Andere Faktoren, die die Länge, Dicke und/oder Querschnittsform der Fibrillen beeinflussen, sind Umgebungsbedingungen, insbesondere Bedingungen erheblich über oder unter Umgebungsbedingungen. Die Länge der Fibrillen wird gemäß dem nachstehend beschriebenen Fibrillenlängenmesstest gemessen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Fibrillen eine Querschnittsform aufweisen, die nicht kreisförmig ist, sondern stattdessen generell elliptisch oder sogar nahezu rechteckig ist. Es ist daher nützlich, die Querschnittsgröße („Dicke“ oder „Breite“) der Fibrillen hinsichtlich des hydraulischen Durchmessers zu beschreiben. Der hydraulische Durchmesser wird durch Berechnen der Querschnittsfläche (irgendwo in der Mitte bei 1/3 der Länge der Fibrille ermittelt), Multiplizieren mit 4 und Teilen durch den Umfang der Querschnittsform bestimmt. Hydraulischer Durchmesser D_H = 4·Fläche/Umfang. Bei einer Fibrille mit einem kreisförmigen Querschnitt ist der hydraulische Durchmesser gleich dem Durchmesser der Fibrille, und bei einer Fibrille mit einem rechteckigen Querschnitt ist der hydraulische Durchmesser D_H = 4·L·W/(2·L + 2·W), wobei L und W die rechteckigen Seiten des Querschnitts sind, so dass eine Fibrille mit Querschnittsabmessungen von 300 nm (W) und 1500 nm (L) einen hydraulischen Durchmesser von 500 nm aufweist. Näherungswerte für Umfänge anderer Querschnittsformen können gemäß bekannten mathematischen Formeln berechnet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der durchschnittliche hydraulische Durchmesser (d. h. die Querschnittsdicke) der Fibrillen im Bereich von ungefähr 50 nm bis ungefähr 1100 nm, ungefähr 100 nm bis ungefähr 800 nm, ungefähr 200 nm bis ungefähr 800 nm, ungefähr 300 nm bis ungefähr 800 nm, ungefähr 500 nm bis ungefähr 800 nm, ungefähr 100 nm bis ungefähr 500 nm oder ungefähr 600 nm liegen, wobei alle 1-nm-Schritte innerhalb der vorstehend genannten Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. Der hydraulische Durchmesser einer einzelnen Fibrille kann konstant, im Wesentlichen konstant oder variabel um die Länge der Fibrille sein. In einer Ausführungsform kann der hydraulische Durchmesser einer Fibrille um die Länge der Fibrille abnehmen (von beginnenden Ende der Fibrille zu ihrem distalsten Ende). In einer Ausführungsform können die Fasern in einer Schicht eines Vliessubstrats, wie einer Spinnvliesschicht, Fasern aufweisen, die Fibrillen mit einem ersten durchschnittlichen hydraulischen Durchmesser oder einem Bereich durchschnittlicher hydraulischer Durchmesser aufweisen, und die Fasern in einer zweiten Schicht des Vliessubstrats, wie einer schmelzgeblasenen Schicht oder einer Schicht feiner Fasern, können Fasern aufweisen, die Fibrillen mit einem zweiten durchschnittlichen hydraulischen Durchmesser oder Bereich durchschnittlicher hydraulischer Durchmesser aufweisen. Die ersten und zweiten durchschnittlichen hydraulischen Durchmesser und/oder Bereiche durchschnittlicher hydraulischer Durchmesser der Fibrillen können gleich, im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sein. In einer Ausführungsform können die ersten und zweiten durchschnittlichen hydraulischen Durchmesser und/oder Bereiche durchschnittlicher hydraulischer Durchmesser der Fibrillen in den schmelzgeblasenen Schichten oder Schichten feiner Fasern kleiner oder größer als in der bzw. den Spinnvliesschicht(en) oder gleich sein. Außerdem können die ersten und zweiten durchschnittlichen hydraulischen Durchmesser und/ oder Bereiche durchschnittlicher hydraulischer Durchmesser der Fibrillen in den Schichten feiner Fasern kleiner oder größer als in den schmelzgeblasenen Schichten oder gleich sein.
In einer Ausführungsform kann ein Vliessubstrat Bindungsstellen aufweisen, wie die Bindungsstellen 168, 268, die vorstehend in Bezug auf 5 und 7 beschrieben sind. Die Bindungsstellen können jeweils eine Verbindungsfläche aufweisen. 19 zeigt eine SEM-Aufnahme bei 200-facher Vergrößerung der Fibrillen, die aus einem Abschnitt einer Bindungsstelle innerhalb der Verbindungsfläche gewachsen sind, nachdem die Bindungsstelle in einem Vliessubstrat erzeugt wurde. Dieses Bild wurde mindestens 100 Stunden nach Bildung der Bindungsstelle (z. B. Kalanderbindung) in dem Vliessubstrat aufgenommen. Das Vliessubstrat von 19 ist ein SM-Vliessubstrat, wobei die Spinnvliesfasern des Vliessubstrats aus einer Zusammensetzung gebildet wurden, die zu ungefähr 10 Gew.-% der Zusammensetzung das Lipidesterglyceroltristearat umfasst. Die schmelzgeblasene Schicht in 19 umfasst keine Fasern mit Fibrillen, obwohl die schmelzgeblasenen Fasern (und die feinen Fasern) mit Fibrillen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen. Die Spinnvliesschicht ist 13 g/m², während die schmelzgeblasene Schicht 1 g/m² ist. Die Fibrillen können von einer Oberfläche der Bindungsstelle nach außen verlaufen. In einer solchen Ausführungsform wurden die Schichten von Fasern der Vliessubstrats gebildet und dann durch Kalandrierung gebunden oder anderweitig gebunden (z. B. mit den Walzen 138 und 140 von 4), dann wuchsen die Fibrillen von der Oberfläche der Bindungsstelle von den Fasern in ein oder mehreren der Schichten des Vliessubstrats nach außen. Verpackungen, Verpackungsmaterialien und Tücher der vorliegenden Offenbarung können auch Vliessubstrate umfassen, die eine Schicht von Fasern umfassen, die Bindungsstellen umfassen, wobei jede Bindungsstelle eine Verbindungsfläche umfasst und wobei mehrere Fibrillen von einer Oberfläche der Verbindungsfläche nach außen verlaufen.
20–22 sind SEM-Aufnahmen von Querschnittsansichten, die um einen Abschnitt einer Bindungsstelle eines SMNS-Vliessubstrats mit einem Flächengewicht von 18 g/m² gemacht wurden. Die Spinnvliesfasern des Vliessubstrats werden aus einer Zusammensetzung gebildet, die zu 10 Gew.-% der Zusammensetzung Glyceroltristearat umfasst. Mindestens einige der Spinnvliesfasern umfassen Fibrillen. Die schmelzgeblasene Schicht und die Schicht feiner Fasern weisen in 20–22 keine Fasern auf, die Fibrillen umfassen, obwohl die schmelzgeblasenen und feinen Fasern mit Fibrillen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung liegen.
In einer Ausführungsform kann die Zusammensetzung, die zum Erzeugen einer Schicht von Fasern verwendet wird, wobei mindestens einige oder alle der Fasern Fibrillen umfassen, die davon nach außen verlaufen, Polyolefine und einen oder mehrere Schmelzzusatzstoffe, wie Lipidester-Schmelzzusatzstoffe, oder jedes der Materialien, die hierin im Bezug auf Faserzusammensetzungen mit den Schmelzzusatzstoffen erörtert sind, umfassen. Die Polyolefine können Polypropylen, Polyethylen oder anderen Polyolefine, wie Polybutylen oder Polyisobutylen zum Beispiel, umfassen. Die Schmelzzusatzstoffe oder Lipidester können im Bereich von 2 Gew.-% bis 45 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 35 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 30 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 25 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 20 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 18 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 15 Gew.-%, 11 Gew.-% bis 15 Gew.-%, 3 Gew.-%, 5 Gew.-%, 10 Gew.-%, 11 Gew.-%, 12 Gew.-%, 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%, 30 Gew.-%, 35 Gew.-% oder 40 Gew.-% der Zusammensetzung in der Zusammensetzung vorhanden sein, wobei alle 0,5-%-Schritte innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche und alle darin oder dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. Die für die vorliegende Offenbarung geeigneten Schmelzzusatzstoffe können hydrophobe Schmelzzusatzstoffe sein. Somit können die Schmelzzusatzstoffe die Hydrophobie der Fasern in den Schichten von Fasern erhöhen, insbesondere wenn die Fibrillen aus den Fasern heraus wachsen. Dies führt zu erhöhten Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung und höherer Hydrophobie für die Schicht von Fasern innerhalb der Vliessubstrate und/oder die Vliessubstrate selbst im Vergleich zu Vliessubstraten, die nicht mindestens eine Schicht aufweisen, die aus einer Zusammensetzung gebildet wurde, die den einen oder die mehreren Schmelzzusatzstoffe umfasst. Dies kann auch eine bessere Filtration und/oder spezielle Fangeigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Vliessubstraten ergeben.
Die Schmelzzusatzstoffe der vorliegenden Offenbarung, nämlich die Lipidester, können einen Schmelzpunkt im Bereich von 30 °C bis 160 °C, 40 °C bis 150 °C, 50 °C bis 140 °C, 50 °C bis 120 °C, 50 °C bis 100 °C, 60 °C bis 80 °C, 60 °C bis 70 °C, ungefähr 60 °C, ungefähr 65 °C oder ungefähr 70 °C aufweisen, wobei alle 1-°C-Schritte innerhalb der angegebenen Bereiche und alle darin oder dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. In verschiedenen Ausführungsformen können die Schmelzzusatzstoffe der vorliegenden Offenbarung eine Schmelztemperatur über 30 °C, über 40 °C oder über 50 °C, jedoch unter 200 °C oder unter 150 °C aufweisen.
Die in der Zusammensetzung verwendeten Schmelzzusatzstoffe können Fettsäurederivate umfassen, wie einen Fettsäureester; in der Regel einen Ester, der aus einem Alkohol mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen und einer oder mehreren Fettsäuren mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen, mindestens 12 Kohlenstoffatomen oder mindestens 14 Kohlenstoffatomen gebildet wird, wobei innerhalb einer Esterverbindung unterschiedliche von Fettsäure abgeleitete Gruppen vorhanden sein können (hierin als Fettsäureester bezeichnet).
Die Fettsäureesterverbindung kann ein Ester eines Alkohols sein, der zwei oder mehr oder drei oder mehr funktionelle Hydroxylgruppe pro Alkoholmolekül trägt, wobei alle der Hydroxylgruppen eine Esterbindung mit Fettsäuren bilden (entweder der Fettsäure oder Mischungen davon).
In einer Ausführungsform kann der Alkohol drei funktionelle Hydroxylgruppen aufweisen.
In einer Ausführungsform können der eine oder die mehreren Schmelzzusatzstoffe einen Mono- und/oder Diglyceridester und/oder einen Triglyceridester (mit einer, zwei oder drei von Fettsäure abgeleiteten Gruppen) umfassen.
Die zum Bilden der Esterverbindungen verwendeten Fettsäuren schließen Fettsäurederivate für den Zweck der vorliegenden Offenbarung ein. Ein Monofettsäureester oder zum Beispiel ein Monoglycerid umfasst eine einzelne Fettsäure, z. B. an ein Glycerol gebunden; ein Difettsäureester oder z. B. Diglycerid umfasst zwei Fettsäuren, z. B. an das Glycerol gebunden; ein Trifettsäureester oder z. B. Triglycerid umfasst drei Fettsäuren, z. B. an ein Glycerol gebunden. In einer Ausführungsform kann der Schmelzzusatzstoff mindestens einen Triglyceridester von Fettsäuren umfassen (d. h. den gleichen oder unterschiedlichen Fettsäuren).
Es sollte sich verstehen, dass der Triglyceridester eine veresterte Glycerolhauptkette mit keinen Nichtwasserstoff-Substituenten an der Glycerolhauptkette aufweisen kann; jedoch kann die Glycerolhauptkette auch andere Substituenten umfassen.
In einer Ausführungsform ist es möglich, dass die Glycerolhauptkette des Glycerinesters nur Wasserstoff umfasst. Die Glyceridester können auch polymerisierte (z. B. Tri-)Glyceridester umfassen, wie polymerisierte, gesättigte Glyceridester.
In einem Fettsäureester mit mehr als einer Esterbindung, wie in Di- oder Triglyceriden, kann die von Fettsäure abgeleitete Gruppe gleich sein, oder es können zwei oder sogar drei unterschiedliche von Fettsäuren abgeleitete Gruppen sein.
Der Schmelzzusatzstoff kann eine Mischung aus Mono-, Di- und/oder Trifettsäureester-(z. B. Mono-, Di- und/oder Triglycerid-)Estern mit der gleichen von Fettsäure abgeleiteten Gruppe pro Molekül und/oder mit unterschiedlichen von Fettsäure abgeleiteten Gruppen umfassen.
Die Fettsäuren aus pflanzlichen, tierischen und/oder synthetischen Quellen stammen. Einige Fettsäuren können im Bereich von C8-Fettsäure bis C30-Fettsäure oder von C12-Fettsäure bis C22-Fettsäure liegen. Zu geeigneten pflanzlichen Fettsäuren gehören in der Regel ungesättigte Fettsäuren, wie Oleinsäure, Palmitinsäure, Linolsäure und Linolensäure. Die Fettsäure können Arachin-, Stearin-, Palmitin-, Myristin-, Myristolein-, Olein-, Linol-, Linolen- und/oder Arachidonsäure sein.
In einer anderen Ausführungsform kann eine im Wesentlichen gesättigte Fettsäure verwendet werden, besonders wenn Sättigung infolge von Hydrierung von Fettsäurevorläufer entsteht. In einer Ausführungsform kann eine C18-Fettsäure oder Octadecansäure, oder besser als Stearinsäure bekannt, verwendet werden, um eine Esterbindung des Fettsäureesters hierin zu bilden; Stearinsäure kann aus tierischem Fett und Ölen sowie einigen pflanzlichen Öle abgeleitet sein. Die Stearinsäure kann auch durch Hydrierung pflanzlicher Öle, wie Baumwollsaatöl, hergestellt werden. Der Fettsäureester hierin kann Fettsäuren aus gemischtem gehärteten Pflanzenöl umfassen, wie eines mit der CAS-Registrierungsnummer 68334-28-1.
Für den Schmelzzusatzstoff hierin sind mindestens eine Stearinsäure, mindestens zwei oder drei Stearinsäuren mit einem Glycerol verbunden, um ein Glyceroltristearat zu bilden. Ein Schmelzzusatzstoff hierin kann mindestens Glyceroltristearat umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Schmelzzusatzstoff ein Glyceroltristearat (CAS-Nr. 555-43-1) umfassen, das auch unter Bezeichnungen wie Tristearin oder 1,2,3-Trioctadecanoylglycerol bekannt ist. (Im Folgenden wird der Name Glyceroltristearat verwendet, und im Zweifelsfall ist die CAS-Nr. als primäre Kennung anzusehen).
In einer Ausführungsform kann der Fettsäureester des Schmelzzusatzstoffes ein zahlengemitteltes Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 2000, von 650 bis 1200 oder von 750 bis 1000 aufweisen, wobei alle ganzzahligen Schritte innerhalb der vorstehend genannten Bereiche und jegliche darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind.
Der Schmelzzusatzstoff kann sehr wenige oder keine Halogenatome umfassen; zum Beispiel kann der Schmelzzusatzstoff zu weniger als 5 Gew.-% Halogenatome (bezogen auf das Gewicht des Schmelzzusatzstoffes) oder zu weniger als 1 Gew.-% oder weniger als 0,1 Gew.-% des Schmelzzusatzstoffes umfassen; der Schmelzzusatzstoff kann im Wesentlichen halogenfrei sein.
In einer Ausführungsform kann der Schmelzzusatzstoff ein Lipidester oder Glyceroltristearat sein oder dieses umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Fibrillen den Schmelzzusatzstoff umfassen, daraus bestehen oder im Wesentlichen daraus bestehen (d. h. zu 51 % bis 100 %, 51 % bis 99 %, 60 % bis 99 %, 70 % bis 95 %, 75 % bis 95 %, 80 % bis 95 %, wobei alle 0,1-%-Schritte innerhalb der angegebenen Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind).
Die zu der Zusammensetzung zugegebene Grundmischung, aus der die Fasern der vorliegenden Offenbarung gebildet werden, kann die gleiche Grundmischung sein wie in US-Patent Nr. 8,026,188 an Mor offenbart.
Sobald die Zusammensetzung des Schmelzzusatzstoffes und das Polyolefin zum Bilden einer Faserschicht verwendet wird, kann die Faserschicht in das Vliessubstrat eingebracht werden, wie beispielhaft in 4 offenbart. Die Vliessubstrate, die eine oder mehrere Faserschichten aufweisen, bei denen mehrere der Fasern Fibrillen aufweisen, die davon ausgehen, können die Schmelzzusatzstoffe im Bereich von 1 Gew.-% bis 35 Gew.-% des Vliessubstrats umfassen, je nach der Konzentration des Schmelzzusatzstoffes in der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird, und je nachdem, wie viele der Faserschichten des Vliessubstrats Fasern aufweisen, die den Schmelzzusatzstoff umfassen. Andere mögliche Bereiche von Schmelzzusatzstoffen können, bezogen auf das Gewicht der Vliessubstrate 2 % bis 35 %, 5 % bis 25 %, 11 % bis 35 %, 11 % bis 25 %, 11 % bis 20 %, 11 % bis 18 %, 11 % bis 15 %, 11 %, 12 %, 13 %, 15 % oder 18 %, wobei alle 0,5-%-Schritte innerhalb der in diesem Absatz genannten Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind.
In einer Ausführungsform können die Fibrillen nach der Bildung des Vliessubstrats (d. h. nach dem in 4 dargestellten Verfahren) unter Umgebungsbedingungen aus den Fasern wachsen. Die Fibrillen können mit einem SEM nach ungefähr 6 Stunden nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen erkennbar sein. Das Fibrillenwachstum nach ungefähr 50 Stunden, 75 Stunden, 100 Stunden, 200 Stunden oder 300 Stunden nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen ein Plateau erreichen. Der Zeitraum erkennbaren Fibrillenwachstums nach der Bildung des Vliessubstrats kann im Bereich von 5 Stunden bis 300 Stunden, 6 Stunden bis 200 Stunden, 6 Stunden bis 100 Stunden, 6 Stunden bis 24 Stunden, 6 Stunden bis 48 Stunden oder 6 Stunden bis 72 Stunden unter Umgebungsbedingungen liegen, wobei alle 1-Minuten-Schritte innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. Die Zeit zum Zulassen des vollständigen Fibrillenwachstums nach der Bildung des Vliessubstrats kann zum Beispiel 12 Stunden, 24 Stunden, 48 Stunden, 60 Stunden, 72 Stunden, 100 Stunden oder 200 Stunden unter Umgebungsbedingungen betragen.
Ein Verfahren zum Bilden eines Absorptionsartikels, der eines oder mehrere der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung umfasst, wird ebenfalls bereitgestellt. Der Absorptionsartikel, wie in den Verfahren beschrieben, kann eine Windel, ein Übungshöschen, ein Erwachsenen-Inkontinenzprodukt und/oder ein Hygienezellstoffprodukt zum Beispiel sein.
In einer Ausführungsform kann ein Verfahren zum Bilden eines Absorptionsartikels das Bereitstellen eines oder mehrerer Vliessubstrate umfassen, die jeweils eine oder mehrere Faserschichten umfassen, wobei mehrere der Fasern oder alle der Fasern in der einen oder den mehreren Schichten mehrere Fibrillen umfassen, die von einem Körper und/oder einer Oberfläche der Fasern nach außen oder radial nach außen verlaufen. Die Fibrillen können mindestens von einem längs verlaufenden mittleren dritte der Fasern nach außen verlaufen. Die Fibrillen können einen oder mehrere Schmelzzusatzstoffe, wie einen Lipidester oder Glyceroltristearat, umfassen, daraus bestehen oder im Wesentlichen daraus bestehen. Das Verfahren kann ferner das Einbringen des einen oder der mehreren Vliessubstrate in den Absorptionsartikel umfassen. In einer Ausführungsform umfasst das Einbringen das Bilden von mindestens einem Abschnitt eines folienlosen flüssigkeitsundurchlässigen Materials oder einer Unterschicht eines Absorptionsartikels. In anderen Ausführungsformen umfasst das Einbringen das Bilden von mindestens einem Abschnitt eines folienlosen flüssigkeitsdurchlässigen Materials oder einer Oberschicht eines Absorptionsartikels. In noch einer anderen Ausführungsform umfasst das Einbringen das Bilden eines Abschnitts eines Isolierbeinbündchens oder Dichtungsbündchens eines Absorptionsartikels oder eines anderen Abschnitts des Absorptionsartikels, wie der Kernabdeckung oder Stäubeschicht zum Beispiel.
In einer Ausführungsform kann ein Verfahren zum Bilden einer Komponente oder eines Abschnitts eines Absorptionsartikels, einer Verpackung oder eines Handelsartikels das Bilden von Fasern umfassen, die zum Erzeugen einer ersten Schicht eines Vliessubstrats verwendet werden, wobei die Fasern in der ersten Schicht aus einer Zusammensetzung gebildet werden, die ein thermoplastisches Polymer und einen Lipidester, wie Glyceroltristearat, umfasst. Das Verfahren kann das Bilden von Fasern umfassen, die zum Erzeugen einer zweiten Schicht des Vliessubstrats verwendet werden. Die Fasern der zweiten Schicht können, müssen aber nicht aus einer Zusammensetzung gebildet werden, die einen Lipidester, wie Glyceroltristearat, umfasst, können jedoch zumindest ein thermoplastisches Polymer umfassen. In einer Ausführungsform kann die erste Schicht Spinnvliesfasern oder schmelzgeblasene Fasern umfassen, und die zweite Schicht kann Spinnvliesfasern, schmelzgeblasene Fasern oder feine Fasern umfassen. Das Verfahren kann ferner das Verbinden der ersten und der zweiten Schicht miteinander und das Wachstum von Fibrillen aus mindestens einigen der Fasern unter Umgebungsbedingungen nach einer vorgegebenen Zeit (z. B. 6 Stunden bis 100 Stunden oder 24 Stunden bis 300 Stunden) umfassen, um das Vliessubstrat zu bilden. Die Fibrillen können mindestens aus dem mittleren 1/3 der Längsausdehnung der Fasern wachsen. Der Schritt des Fibrillenwachstums kann vor oder nach dem Bindungsschritt erfolgen. Das Binden kann Kalanderbinding, mechanische Bindung, thermische Bindung und/ oder andere dem Fachmann bekannte Bindungsarten sein. Das Verfahren kann das Bilden von Fasern umfassen, die verwendet werden, um mindestens eine dritte Schicht (d. h. vierte Schicht, fünfte Schicht usw.) des Vliessubstrats zu erzeugen. Die Fasern der dritten Schicht können, müssen aber nicht aus einer Zusammensetzung gebildet werden, die einen Lipidester, wie Glyceroltristearat, umfasst, können jedoch zumindest ein thermoplastisches Polymer umfassen. Der Bindungsschritt kann das Verbinden der ersten, zweiten und mindestens dritten Schicht miteinander umfassen, um das Vliessubstrat zu bilden. Die dritte, vierte, fünfte usw. Schicht kann Spinnvliesfasern, schmelzgeblasene Faser und/oder feine Fasern umfassen.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Verfahren zum Bilden einer Komponente eines Absorptionsartikels die Schritte des Bereitstellens eines oder mehrerer Vliessubstrate, die jeweils eine oder mehrere Faserschichten umfassen, des Wachsenlassens mehrerer Fibrillen aus mindestens einigen oder allen der Fasern nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen und des Einbringens des Vliessubstrats in eine oder mehrere der Komponenten des Absorptionsartikels umfassen. Der Einbringungsschritt kann vor oder nach dem Schritt des Wachsenlassens erfolgen. Die Komponenten können eines oder mehrere eines Isolierbeinbündchens, eines Dichtungsbündchens, einer Oberschicht oder eines flüssigkeitsdurchlässigen Materials, einer Unterschicht oder eines flüssigkeitsundurchlässigen Materials, Flügel, Kernabdeckungen, Stäubeschichten oder anderer Komponenten sein. Die Komponenten können folienlos sein oder können mit einer Folie kombiniert sein. Der Zeitraum des Fibrillenwachstums nach der Bildung des Vliessubstrats oder der Faserbildung kann mindestens 12 Stunden, mindestens 24 Stunden, mindestens 50 Stunden, mindestens 75 Stunden, mindestens 100 Stunden oder mindestens 200 Stunden betragen.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren zum Bilden eines Absorptionsartikels die Schritte des Bereitstellens eines oder mehrerer Vliessubstrate, die eine oder mehrere Faserschichten umfassen, des Zulassens, dass die spezifische Oberfläche des Vliessubstrats um mindestens 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 100 %, 200 % oder mehr, jedoch weniger als 400 %, 350 % oder 300 %, von 10 % bis 350 % oder von 20 % bis 200 % zunimmt, wobei alle 1-%-Schritte innerhalb der angegebenen Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind, nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen, des Wachsenlassens von Fibrillen aus einer oder mehreren der Schichten nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen und des Einbringens des Vliessubstrats in einen Abschnitt des Absorptionsartikels umfassen. Der Einbringungsschritt kann vor oder nach einem oder beiden der Schritte des Zulassens erfolgen. Die Fasern mit den Fibrillen können Spinnvliesfasern, schmelzgeblasene Fasern und/oder feine Fasern sein. Die Zeit der Zunahme der spezifischen Oberfläche nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen kann mindestens 6 Stunden, mindestens 24 Stunden, mindestens 48 Stunden, mindestens 60 Stunden, mindestens 100 Stunden, mindestens 200 Stunden, aber weniger als 300 Stunden betragen, wobei alle 1-Minuten-Schritte innerhalb der angegebenen Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind.
In noch einer anderen Ausführungsform kann ein Verfahren zum Bilden des Absorptionsartikels die Schritte des Bereitstellens eines oder mehrerer Vliessubstrate, die jeweils eine oder mehrere Faserschichten umfassen, des Zulassens, dass die spezifische Oberfläche des einen oder der mehreren Vliessubstrate um mindestens 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 100 %, 200 % oder 300 % nach der Faserbildung unter Umgebungsbedingungen der einen oder mehreren Faserschichten zunimmt, und des Einbringens des Vliessubstrats in den Absorptionsartikel umfassen. Der Einbringungsschritt kann vor oder nach dem Schritt des Wachsenlassens erfolgen.
In einer Ausführungsform können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung eine oder mehrere Schichten von Fasern, die Fibrillen umfassen, umfassen. Die Vliessubstrate können nach dem Fibrillenwachstum unter Umgebungsbedingungen spezifische Oberflächen im Bereich von 0,3 m²/g bis 7 m²/g, 0,5 m²/g bis 5 m²/g, 0,6 m²/g bis 3,5 m²/g, 0,7 m²/g bis 3 m²/g, 0,7 m²/g bis 1,5 m²/g, 0,84 m²/g bis 3,5 m²/g oder über 1,15 m²/g aufweisen, wobei alle 0,1-m²/g-Schritte innerhalb der vorstehend genannten Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind.
23 zeigt ein Diagramm von spezifischen Oberflächen herkömmlicher Vliessubstrate (verschiedenen SM- und SMN-Proben ohne Lipidester-Schmelzzusatzstoff der vorliegenden Offenbarung) im Vergleich zu spezifischen Oberflächen der gleichen Vliessubstrate mit dem Lipidester-Schmelzzusatzstoff gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die x-Achse in der Figur steht für die spezifische Oberfläche ohne die Fibrillen, und die Y-Achse in der Figur steht für die spezifische Oberfläche mit den Fibrillen. Die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung von 23 sind aus einer Zusammensetzung gebildet, die zu 10 Gew.-% (Dreiecke in den Figuren) oder 15 Gew.-% (Kreise in den Figuren) der Zusammensetzung Glyceroltristearat in der Spinnvliesschicht der Proben umfasst, während die herkömmlichen Vliessubstrate (Rauten in der Figur) kein Glyceroltristearat in ihren Faserzusammensetzungen aufweisen. Die gepunktete Linie steht für die spezifischen Oberflächen der herkömmlichen Vliessubstrate. Die berechneten spezifischen Oberflächen der herkömmlichen Vliessubstrate ohne Glyceroltristearat sind als leere Rechtecke in der Figur dargestellt. Wie offensichtlich ist, sind die spezifischen Oberflächen der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung, die Fasern umfassen, die aus einer Zusammensetzung hergestellt sind, die zu 10 Gew.-% oder 15 Gew.-% der Zusammensetzung der spingelegten Fasern Glyceroltristearat aufweist, viel größer als die spezifischen Oberflächen herkömmlicher Vliessubstrate, die das Glyceroltristearat in ihren Faserzusammensetzungen nicht aufweisen. Die Sternchen in der Figur stehen für Proben von SMN-Vliessubstraten mit 1 g/m² M und 1 g/m² N und einer Spinnvliesschicht von 13 g/m² (untere Werte in dem Diagramm, ungefähr 0,67) oder 19 g/m² (höhere Werte in dem Diagramm) mit 10–15 % Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Spinnvliesfasern verwendet wird. Diese Proben wurden nicht ohne den Schmelzzusatzstoff der vorliegenden Offenbarung hergestellt, und es zeigt sich, dass sie im erwarteten, vorhergesagten Bereich spezifischer Oberflächen liegen, die 20 % bis 100 % größer sind, als die Proben ohne den Schmelzzusatzstoff wären.
In einer Ausführungsform können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung ein Verhältnis der Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (gemäß dem nachstehenden Test der Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung) zum Flächengewicht (gemäß dem nachstehenden Flächengewichtstest) von 0,35 s/g/m² bis 5,0 s/g/m², 0,37 s/g/m² bis 5,0 s/g/m², 0,4 s/g/m² bis 4 s/g/m², 0,35 s/g/m² bis 15 s/g/m², 0,5 s/g/m² bis 15 s/g/m², 1 s/g/m² bis 10 s/g/m², 2 s/g/m² bis 4 s/g/m², über 0,37 s/g/m², über 0,38 s/g/m² oder über 0,4 s/g/m² aufweisen, wobei alle 0,1-s/g/m²-Schritte innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. Dieses Verhältnis kann höher sein, wenn mehr Lipidester-Schmelzzusatzstoff in einem Vliessubstrat vorhanden ist, und niedriger, wenn weniger Lipidester-Schmelzzusatzstoff in einem Vliessubstrat vorhanden ist.
24 zeigt ein Diagramm des Verhältnisses von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) zu Flächengewicht (g/m²) (Sekunden/g/m²) im Vergleich zu dem Flächengewicht (g/m²) von Glyceroltristearat innerhalb der Vliessubstrate. Die Rauten stehen für SM- oder SMS-Vliessubstrate, und die Rechtecke stehen für SMNS- und SMN-Vliessubstrate. Die mit den Rauten gekennzeichneten Proben haben das gleiche Flächengewicht für sowohl SM- als auch SMS-Vliessubstratproben. Die mit den Rechtecken gekennzeichneten Proben haben das gleiche Flächengewicht für sowohl SMNS- als auch SMS-Vliessubstratproben. Die X-Achse in der Figur steht für das Glyceroltristearat-Flächengewicht in den getesteten Vliessubstraten. Die Y-Achse in der Figur steht für das Verhältnis von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) zu Flächengewicht (g/m²) (Sekunden/g/m²) der getesteten Vliessubstrate. Es gibt eine mindestens 30%-ige Änderung im Verhältnis von Durchschlagzeit zu Flächengewicht pro ungefähr 0,5 g/m² Glyceroltristearat innerhalb der Vliessubstrate. In einigen Fällen gibt es eine ungefähr 100%-ige Änderung im Verhältnis von Durchschlagzeit zu Flächengewicht pro ungefähr 1 g/m² Glyceroltristearat innerhalb der Vliessubstrate.
In einer Ausführungsform kann ein Absorptionsartikel ein Vliessubstrat umfassen, das eine oder mehrere Faserschichten umfasst. Die Fasern können, müssen aber nicht Fibrillen umfassen, die von einer Oberfläche der Fasern nach außen verlaufen. Die spezifische Oberfläche des Vliessubstrats kann über einen vorgegebenen Zeitraum nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen um mindestens 5 %, mindestens 10 %, mindestens 15 %, mindestens 20 %, mindestens 25 %, mindestens 50 %, mindestens 100 %, mindestens 200 %, mindestens 300 % oder in den Bereichen von 10 % bis 300 %, 10 % bis 250 % oder 20 % bis 200 %, wobei alle 0,5-%-Schritte innerhalb der angegebenen Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind, zunehmen. Der vorgegebene Zeitraum kann mehr als 6 Stunden und weniger als 200 Stunden oder mehr als 12 Stunden und weniger als 120 Stunden betragen. Der vorgegebene Zeitraum nach der Bildung des Vliessubstrats kann auch der gleiche sein wie hierin genannt.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, zeigt 25 ein beispielhaftes Diagramm der mit der Zeit zunehmenden spezifischen Oberfläche (m²/g) eines Vliessubstrats der vorliegenden Offenbarung mit 15 % Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Herstellen der Spinnvliesfasern verwendet wird. Es ist kein Glyceroltristearat in den schmelzgeblasenen oder feinen Fasern in diesem Beispiel vorhanden. Das in 25 grafisch dargestellte Vliessubstrat ist ein 13-g/m²-SMN-Vliessubstrat. Die spezifische Oberfläche nimmt nach der Faserbildung und/oder nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen zu.
Bezugnehmend auf 26 sind Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (Sekunden) für verschiedene Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung grafisch dargestellt. Alle der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung sind 13-g/m²-SMN-Vliessubstrate. Ein Sternchen bezieht sich auf eine Schicht mit GTS in der Schicht. Das Sternchen nach der S-Schicht gibt an, dass die Spinnvliesfasern mit Fibrillen aus einer Zusammensetzung gebildet wurden, die ungefähr 10 % GTS, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, umfasst, während das Sternchen nach der N-Schicht angibt, dass die Nanofasern aus einer Zusammensetzung gebildet wurden, die ungefähr 1 % GTS, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, umfasst. Wie aus 26 ersichtlich ist, ist die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung umso höher, je mehr Schichten das Glyceroltristearat und dadurch Fibrillen umfassen. Die Durchschlagzeiten für ein herkömmliches 13-g/m²-SMN-Vliessubstrat sind in 26 zum Vergleich ebenfalls grafisch dargestellt.
Bezugnehmend auf 27 nimmt die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung in Sekunden (Y-Achse) in den Vliessubstraten der vorliegenden Offenbarung zu, wenn der Prozentsatz an Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird, zunimmt. Die Proben von 27 sind 50-g/m²-Spinnvliessubstrate mit Fasern von ungefähr 20 Mikrometern.
Bezugnehmend auf 28 nimmt die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung in Sekunden (Y-Achse) in den Vliessubstraten der vorliegenden Offenbarung zu, wenn der Prozentsatz an Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird (X-Achse) zunimmt, und das Flächengewicht des Vliessubstrats nimmt zu. Die Proben von 28 zeigen ein Spinnvliessubstrat mit einem Flächengewicht von 13 g/m² (untere Linie in der Figur), ein Spinnvliessubstrat mit einem Flächengewicht von 16 g/m² (mittlere Linie in der Figur) und ein Spinnvliessubstrat mit einem Flächengewicht von 19 g/m² (obere Linie in der Figur). Wie in dem Diagramm von 28 zu sehen ist, nimmt die Durchschlagzeit erheblich zu, wenn der Prozentsatz an Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird, zunimmt, und das Flächengewicht des Vliessubstrats nimmt zu.
Bezugnehmend auf 29 nimmt die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung in Sekunden (Y-Achse) der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung ab, wenn der Faserdurchmesser zunimmt. Alle Proben wiesen 15 % Glyceroltristearat auf, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird. Die Proben von 29 sind 50-g/m²-Spinnvliessubstrate.
Bezugnehmend auf 30 nimmt die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung in Sekunden (Y-Achse) der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung zu, wenn mehr feine Fasern zu den Vliessubstraten hinzugefügt werden und/oder wenn das Flächengewicht des Glyceroltristearats innerhalb des Vliessubstrats zunimmt (X-Achse). Die obere Linie in dem Diagramm ist von einem Vliessubstrat (SMN) mit Spinnvlies-/schmelzgeblasenen Fasern aus einer Zusammensetzung mit 10 % Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, und 1 g/m² feinen Fasern, die kein Glyceroltristearat aufweisen. Die untere Linie in dem Diagramm ist von einem Vliessubstrat mit Spinnvlies-/schmelzgeblasenen Fasern aus einer Zusammensetzung mit 10 % Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, und ohne feine Fasern (SM). Die obere Linie hat aufgrund der Zugabe von 1 g/m² feiner Fasern 1 g/m² zusätzliches Flächengewicht im Vergleich zu der unteren Linie.
In einer Ausführungsform können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung eine oder mehrere Schichten umfassen, die jeweils mehrere Fasern umfassen, wobei mindestens einige der Fasern oder alle der Fasern Fibrillen umfassen, die von einer Oberfläche davon nach außen oder radial nach außen verlaufen. Die Vliessubstrate können als aufnehmende Komponente in einem Absorptionsartikel-Befestigungssystem verwendet werden. Die aufnehmende Komponente kann so konfiguriert sein, dass sie eine Befestigungslasche des Befestigungssystems 70 oder eine andere Befestigungslasche oder ein anderes Befestigungselement aufnimmt. In einer Ausführungsform kann das Vliessubstrat die Gesamtheit oder einen Abschnitt eines Anlegebereichs aus Vliesstoff für ein(e) oder mehrere Befestigungslaschen oder -elemente bilden. Die Befestigungslaschen oder -elemente können Haken aufweisen (z. B. eines Seite eines Klettverschluss-Befestigungsmittels), die in das Vliessubstrat eingreifen. Aufgrund der Zunahme der spezifischen Oberfläche in den Vliessubstraten nach der Bildung des Vliessubstrats im Vergleich zu herkömmlichen Vliessubstraten und aufgrund der Fibrillen können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung eine bessere Befestigung der Haken an den Vliessubstraten bereitstellen. Beispiele geeigneter Bindungsmuster für Anlegebereiche aus Vliesstoff und andere Überlegungen für die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung sind in den US-Patenten Nr. 7,895,718 an Horn et al., 7,789,870 an Horn et al. und US-Patentanmeldungen Nr. 13/538,140 an Ashraf et al., 13/538,177 an Ashraf et al. und 13/538,178 an Rane et al. zu finden.
Bei Verwendung als flüssigkeitsdurchlässige Schicht (z. B. Oberschicht) können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung dazu tendieren, Flüssigkeit, flüssigen Stuhl oder Menstruation weniger als herkömmliche Vliessubstrate zurückzuhalten, und somit können diese verstärkt in den darunter liegenden Absorptionskern dringen, was für eine sauber aussehende und sich sauber anfühlende Oberschicht sorgt. Beispielhafte Vliessubstrate, die als flüssigkeitsdurchlässige Schichten verwendet werden können, können Strukturen ohne Öffnungen und mit niedriger Dichte sein, wie spinngelegte Strukturen mit relativ hoher Dicke und Porosität, oder perforierte Vliessubstrate.
Die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung, die mindestens eine Schicht aufweisen, die Fasern mit Fibrillen umfassen, können so konfiguriert sein, dass sie weicher oder härter sind als oder die gleiche Weichheit aufweisen wie herkömmliche Vliessubstrate und/oder können eine rauere, glattere oder die gleiche taktile Eigenschaft im Vergleich zu herkömmlichen Vliessubstraten aufweisen. Die Weichheit, Härte und/oder taktile Eigenschaft der Vliessubstrate können zum Beispiel je nach der Art und Menge der Lipidester, die in der zum Bilden der Fasern verwendeten Zusammensetzung vorhandenen sind, und der Länge der Fibrillen variieren. Die Weichheit, Härte und/oder Textur kann auch abhängig davon variieren, wo die eine oder mehreren Faserschichten mit Fibrillen innerhalb eines Vliessubstrats angeordnet sind.
In einer Ausführungsform können eines oder mehrere der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung als Filtermedium, Filter oder Abschnitt davon für verschiedene Fluide (d. h. Flüssigkeiten (z. B. Wasser) oder Gase (z. B. Luft)) verwendet werden. Die Fibrillen und damit die erhöhte Oberfläche der Fasern können eine bessere und/oder effizientere Filtration der Fluide ermöglichen, indem mehr teilchenförmige oder unerwünschte Materialien in den Fluiden herausgefiltert werden. Dies kann auch die effektive Lebensdauer des Filters und/oder Filtermediums erhöhen. Die Konzentration der Lipidester, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Herstellen der Fasern verwendet wird, kann erhöht sein, um eine effizientere Filtration und/oder Lebensdauer des Filters und/ oder Filtermediums weiter zu fördern.
In einer Ausführungsform können die Fibrillen eine andere Farbe aufweisen als die Fasern, aus denen sie wachsen. Anders ausgedrückt, können die Fibrillen eine erste Farbe aufweisen, und die Fasern, aus denen sie wachsen, können in den fibrillenlosen Bereichen der Fasern eine zweite Farbe aufweisen. Die erste Farbe kann sich von der zweiten Farbe unterscheiden (z. B. können die Fasern in fibrillenlosen Bereichen weiß und die Fibrillen blau sein, oder die Fasern in fibrillenlosen Bereichen können hellblau und die Fibrillen dunkelblau sein). Diese Farbabweichung kann durch Zugabe eines Färbemittels, wie eines Pigments oder Farbstoffs, zu den Lipidestern erzielt werden, bevor diese zu Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird, beigemischt werden. Wenn die Lipidester aus den Fasern wachsen, weisen sie eine andere Farbe auf als die Fasern, aus denen sie wachsen, wodurch ein Farbkontrast zwischen den Fibrillen und den Fasern, aus denen sie wachsen, erzeugt wird. In einer Ausführungsform kann es so scheinen, dass die Vliessubstratschicht, die die Fasern umfasst, die die Fibrillen umfassen, über einen Zeitraum ihre Farbe ändert (d. h. den Zeitraum, in dem die Fibrillen oder ein Abschnitt davon wachsen) aufgrund der kontrastierenden Farbe der Fibrillen im Bezug auf die Fasern, aus denen sie wachsen. Unterschiedliche Schichten von Fasern können unterschiedliche farbige Fibrillen und/oder Faser darin innerhalb desselben Vliessubstrats aufweisen. In einer Ausführungsform kann das den Lipidestern zugegebene Färbemittel in Urin, Menstruation, flüssigem Stuhl, anderer Körperflüssigkeit oder anderer Flüssigkeit (z. B. Wasser) lösbar sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das sich auflösende Färbemittel in den Fibrillen als Nässeindikator in einem Absorptionsartikel zum Beispiel verwendet werden. Die Fasern, die andere Farben aufweisen als ihre Fibrillen, können in Tücher oder jeglichem Abschnitt eines Handelsartikels, wie eines Absorptionsartikel, verwendet werden.
Die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung zum Bilden mindestens eines Abschnitts oder der Gesamtheit eines beliebigen geeigneten Handelsartikels verwendet werden. Beispielhafte Handelsartikel sind Feuchttücher, Babyfeuchttücher, Trockentücher, Gesichtstücher, Make-up-Entfernungs-/-Auftragungstücher, medizinische Tücher, Bandagen und Binden, Scheuertücher, Putzlappen, Handtücher, Reinigungstücher, Hygienetücher, Reinigungssubstrate, wie Swiffer^®, und andere Tücher und Substrate (hierin als „Tücher“ zusammengefasst). Ein beispielhaftes Tuch 200 ist in 31 dargestellt. Die Tücher können zum Beispiel aufgrund des besseren Absorptionsvermögens, besserer Scheuerleistung, Teilchenerfassung, Teilchenzurückhaltung, Schmutzanziehung, Schmutzzurückhaltung und/oder Auftragefähigkeit infolge der Fibrillen von den Fibrillen innerhalb mindestens einer Faserschicht der Vliessubstrate profitieren. Die Fibrillen können aus Lipidestern oder anderen Schmelzzusatzstoffen gebildet werden, die sich wachsartig anfühlen oder eine wachsartige Textur aufweisen, die beim Anziehen und Zurückhalten von Schmutzteilchen und anderem Material hilfreich sein kann.
Die Tücher das eine oder die mehreren Vliessubstrate der Tücher, die aufweisen, umfassen eine Zusammensetzung. Die Zusammensetzung kann auf die Fasern des Vliessubstrats aufgetragen werden und/oder kann mindestens teilweise in den Fibrillen enthalten oder darauf aufgetragen sein. Die Zusammensetzung kann Wasser, einen Duftstoff, eine Seife, ein Make-up, eine Hautpflegezusammensetzung, eine Lotion, eine Politur, eine Reinigungszusammensetzung, andere geeignete Zusammensetzungen und/oder Kombinationen davon umfassen. Die Zusammensetzungen können auf den Fibrillen oder beim Auftragen auf die Fibrillen in flüssiger, halbflüssiger, pastöser oder fester Form sein. Im Falle, dass die Zusammensetzung Feuchtigkeit, wie Wasser, umfasst, kann das Tuch 100 Gew.-% bis 600 Gew.-%, 150 Gew.-% bis 550 Gew.-% oder 200 Gew.-% bis 500 Gew.-% Feuchtigkeit relativ zum Trockengewicht des Tuchs oder relativ zum Trockengewicht des Vliessubstrats innerhalb des Tuchs aufweisen, wobei alle 1-%-Schritte innerhalb der vorstehend genannten Bereiche und alle darin oder dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind. Das Tuch oder das Vliessubstrat kann mindestens 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 75 %, 100 %, 150 %, 200 %, 300 % oder mehr des Gewichts der Zusammensetzung relativ zum Gesamtgewicht des Tuchs oder relativ zum Gesamtgewicht des Vliessubstrats aufweisen. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass Vliessubstrate mit einer oder mehreren Schichten von Fasern, die Fibrillen umfassen, eine bessere Affinität für Zusammensetzungen und/oder eine bessere Fähigkeit zum Zurückhalten von Zusammensetzungen am Vliessubstrat aufweisen. Deshalb wird angenommen, dass die Fibrillen und die Vliesschicht, die die Fibrillen umfasst, höhere Mengen von Zusammensetzungen absorbieren und stabil zurückhalten kann als herkömmliche Vliessubstrate ohne Fibrillen. Außerdem können die Fibrillen eine Schichtfolge in einem Stapel mehrerer Tücher während der Lagerung und vor Gebrauch besser als herkömmliche Vliessubstrate ohne Fibrillen hemmen (d. h. trockenere Tücher oben im Stapel und nassere Tücher unten im Stapel hemmen).
In einer Ausführungsform können mindestens einige der Fibrillen, die die Zusammensetzung umfassen, von den Fasern entfernbar oder ablösbar sein, wenn das Tuch an einer Oberfläche, wie einer zu reinigenden Oberfläche oder einer Körperoberfläche, gerieben wird. Die Fibrillen können sich von den Fasern lösen, wodurch die Zusammensetzung auf die Oberfläche aufgetragen wird. Eine solche Ablösung kann aufgrund von Reibungskräften erfolgen, die beim Bewegen über die Oberfläche auf das Tuch wirken. In einer beispielhaften Ausführungsform können die Fibrillen, die die Zusammensetzung umfassen, in einem Tuch zum Auftragen einer Hautlotion ausgebildet sein. Wenn ein Benutzer das Tuch über eine Körperoberfläche bewegt, können sich die Fibrillen von den Fasern lösen, um die Hautlotion auf die Körperoberfläche aufzutragen. Andere Beispiele liegen ebenfalls innerhalb der vorliegenden Offenbarung.
In einer Ausführungsform können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung, die eine oder mehrere Schichten, die Fasern mit Fibrillen umfassen, die Schalldämpfungseigenschaften der Vliessubstrate im Vergleich zu herkömmlichen Vliessubstraten erhöhen, da die Fibrillen eine verstärkte Brechung von Schallwellen hervorrufen, wenn diese durch das Vliessubstrat dringen. Ferner können die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung aufgrund der Brechung von Lichtwellen, die durch die Fibrillen hervorgerufen wird, wenn Lichtwellen durch die Vliessubstrate dringen, bessere Maskierungs- oder Trübungseigenschaften als herkömmliche Vliessubstrate aufweisen.
Die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung können als Verpackungsmaterialien verwendet werden oder können zum Bilden von mindestens Abschnitten oder der Gesamtheit von Verpackungen verwendet werden. Die Verpackungen können jede geeignete Konfiguration aufweisen, wie die Konfiguration eines oder mehrerer Handelsartikel innerhalb der Verpackungen oder jede andere Konfiguration. Verpackungsmaterialien, wie hier verwendet, umfassen auch Abziehfolien, die Klebstoffe an Damenbinden oder Absorptionsartikeln oder jeder anderen Komponente, die vor Vertrieb oder Gebrauch an einem Verbraucherprodukt positioniert, befestigt oder damit ausgebildet wurde, auch wenn die Komponente keinen Außenabschnitt einer Verpackung bildet. In einer Ausführungsform können die Vliessubstrate verwendet werden, um mindestens einen Außenabschnitt, Innenabschnitt oder anderen Abschnitt der Verpackungen zu bilden. Bezugnehmend auf 32 können die Verpackungen 300 einen oder mehrere Handelsartikel 302 umfassen und können mindestens teilweise aus den Vliessubstraten 304 der vorliegenden Offenbarung gebildet sein. Die Handelsartikel 302 können auch Verpackungsmaterialien aufweisen, die aus den Vliessubstraten der vorliegenden Offenbarung gebildet sind. Ein Abschnitt der Packung 300 ist in 32 weggeschnitten, um beispielhafte Handelsartikel 302 innerhalb der Packung 300 zu zeigen. Die hydrophobe Natur und die hohen Durchschlagzeiten von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung verleihen ihnen gute Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeitsinfiltration in die Verpackungen, wodurch die Handelsartikel in einem trockenen oder wesentlich trockenen Zustand bleiben, während den Verpackungen auch eine gewisse Atmungsaktivität verliehen wird. Die Vliessubstrate können auch mit anderen Materialien, wie Folien, kombiniert werden, um Verpackungen oder Verpackungsmaterialien zu bilden. Ein typisches Verpackungsmaterial für Handelsartikel sind Folien. Die Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung können frei von Folie sein oder weniger Folie verwenden, wodurch Kosten gespart werden. Die Vliessubstrate können auch weichere Verpackungsmaterialien bereitstellen als Folien.
In einer Ausführungsform können die Lipidester in den Fibrillen aufweisenden Fasern der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung frei von Tröpfchen von Lipidestern sein. „Frei von Tröpfchen von Lipidestern“ bedeutet, dass der Lipidester (z. B. GTS) in der Zusammensetzung, die zum Bilden der Fasern verwendet wird, im Wesentlichen homogen oder homogen in sehr feinen Teilchen (d. h. weniger als 300 nm, weniger als 200 nm oder weniger als 100 nm) und dadurch in den Fasern, die aus der Zusammensetzung gebildet wurden, verteilt ist und keine Taschen von Lipidestern in den Fasern bildet. In Querschnitten von Lipidester umfassenden Fasern der vorliegenden Offenbarung sind mit einem SEM bei 8.000-facher Vergrößerung keine Tröpfchen zu sehen (siehe z. B. 34 bei 8.000-facher Vergrößerung). Tröpfchen, wie hier verwendet, haben eine minimale Abmessung von mindestens 300 nm und sind in SEMS-Querschnitten einer Faser bei 8.000-facher Vergrößerung, falls vorhanden, zu sehen. Ferner sind in Fasern nach dem Lösen des Lipidesters anhand des nachfolgend dargelegten gravimetrischen Gewichtsverluststests keine Hohlraumvolumina mehr vorhanden. Hohlraumvolumina, wie hier verwendet, haben eine minimale Abmessung von 300 nm und sind bei 8.000-facher Vergrößerung einer Faser mit einem SEM zu sehen. Die Fasern der vorliegenden Offenbarung weisen keine derartigen Tröpfchen auf, und daher werden nach Durchführung des gravimetrischen Gewichtsverluststests keine Hohlraumvolumina in den Fasern gebildet.
33 und 34 zeigen Querschnittsansichten von Fasern nach Durchführung des gravimetrischen Gewichtsverluststests (z. B. nachdem die Lipidester, wie GTS, in den Fasern gelöst wurden). Die Fasern in 33 und 34 bestehen aus einem 18-g/m²-SMNS-Material mit ungefähr 10 % Glyceroltristearat, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, die zum Bilden der S-Schichten verwendet wird, wobei die M-Schicht plus die N-Schicht ein Flächengewicht von 2 g/m² aufweist, nachdem das GTS gelöst wurde. Wie dargestellt, sind aufgrund der im Wesentlichen homogenen oder homogenen Verteilung der Lipidester innerhalb der Fasern keine Hohlraumvolumina in den Fasern vorhanden. Hohlraumvolumina wären in den Fasern gebildet worden, wenn in den Fasern Tröpfchen von Lipidestern vorhanden gewesen wären. Da die Fasern der vorliegenden Offenbarung tröpfchenfrei sind, sind nach der Durchführung des gravimetrischen Gewichtsverluststests keine Hohlraumvolumina in den Fasern vorhanden.
Die hierin beschriebenen Absorptionsartikelkomponenten, Verpackungskomponenten und Handelsartikelkomponenten können mindestens teilweise Inhalt biologischen Ursprungs umfassen, wie in US-Patentanm. Veröff.-Nr. 2007/0219521A1 an Hird et al., veröffentlicht am 20. September 2007, US-Patentanm. Veröff.-Nr. 2011/0139658A1 an Hird et al., veröffentlicht am 16. Juni 2011, US-Patentanm. Veröff.-Nr. 2011/0139657A1 an Hird et al., veröffentlicht am 16. Juni 2011, US-Patentanm. Veröff.-Nr. 2011/0152812A1 an Hird et al., veröffentlicht am 23. Juni 2011, US-Patentanm. Veröff.-Nr. 2011/0139662A1 an Hird et al., veröffentlicht am 16. Juni 2011, und US-Patentanm. Veröff.-Nr. 2011/0139659A1 an Hird et al., veröffentlicht am 16. Juni 2011, beschrieben. Zu diesen Komponenten gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Oberschicht-Vliesstoffe, Unterschichtfolien, Unterschicht-Vliesstoffe, Seitenfeld-Vliesstoffe, Isolierbeinbündchen-Vliesstoffe, Superabsorber, Vliesstoff-Aufnahmeschichten, Kernumwicklungs-Vliesstoffe, Klebstoffe, Befestigungsmittelhaken und Befestigungsmittel-Anlegebereich-Vliesstoffe und Folienbasen.
In einer Ausführungsform kann eine Einwegabsorptionsartikelkomponente, eine Handelsartikelkomponente oder eine Verpackungskomponente einen Wert des biologisch basierten Gehalts von ungefähr 10 % bis ungefähr 100 % anhand von ASTM D6866-10, Methode B, in einer anderen Ausführungsform von ungefähr 25 % bis ungefähr 75 % und in einer anderen Ausführungsform von ungefähr 50 % bis ungefähr 60 % anhand von ASTM D6866-10, Methode B, aufweisen.
Um die Methodologie von ASTM D6866-10 zum Bestimmen des biologisch basierten Gehalts einer Absorptionsartikelkomponente, Verpackungskomponente oder Handelsartikelkomponente anzuwenden, muss eine repräsentative Probe der Absorptionsartikelkomponente, Verpackungskomponente oder Handelsartikelkomponente zum Testen hergestellt werden. In einer Ausführungsform kann die Absorptionsartikelkomponente, Verpackungskomponente oder Handelsartikelkomponente mit bekannten Mahlverfahren (z. B. einer Wiley^®-Mühle) zu Teilchen, die kleiner als ungefähr Maschenweite 20 sind, gemahlen und eine repräsentative Probe geeigneten Gewichts von den statistisch gemischten Teilchen genommen werden.
35 zeigt ein beispielhaftes Diagramm von massegemitteltem Faserdurchmesser (X-Achse) als Funktion der spezifischen Oberfläche (Y-Achse). Die Dreiecke stehen für die berechnete theoretische spezifische Oberfläche verschiedener S-, SM-, SMS-, SMNS- und M-Vliessubstratproben ohne Vorhandensein von GTS in Fasern davon. „Xs“ steht für die berechnete theoretische spezifische Oberfläche der Vliessubstratproben bei den Dreiecken plus einer berechneten 20%-igen Zunahme in der spezifischen Oberfläche. Diese 20%-ige Zunahme in der spezifischen Oberfläche zeigt an, dass die Spinnvliesfasern aus einer Zusammensetzung gebildet wurden, die zu ungefähr 10 Gew.-% bis ungefähr 15 Gew.-% der Zusammensetzung GTS umfasst. Wenn die Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser von weniger als 5 aufweisen, werden die ungefähr 10 % bis ungefähr 15 % GTS zu der schmelzgeblasenen Schicht zugegeben, da diese Proben keine Spinnvliesschicht aufweisen. Die Rauten stehen für Proben verschiedener SMN-Vliessubstrate, die Fasern aufweisen, wobei einige der Fasern aus Zusammensetzungen gebildet wurden, die GTS umfassen. Die S-Schichten wurden aus einer Zusammensetzung gebildet, die zu ungefähr 10 Gew.-% bis ungefähr 15 Gew.-% der Zusammensetzung GTS umfasst, und eine der M- oder N-Schichten wurde aus einer Zusammensetzung gebildet, die zu 1 Gew.-% der Zusammensetzung GTS umfasst. Die Quadrate stehen für verschiedene Proben von SMN-Vliessubstraten ohne GTS in jeglichen Fasern davon. Der massegemittelte Faserdurchmesser ist in μm angegeben, und die spezifische Oberfläche ist in m²/g angegeben. Bei einem massegemittelten Faserdurchmesser von über 8 μm kann die spezifische Oberfläche ungefähr 1,6 m²/g oder mehr betragen. Bei einem massegemittelten Faserdurchmesser von über 10 μm kann die spezifische Oberfläche ungefähr 1,2 m²/g oder mehr betragen. Bei einem massegemittelten Faserdurchmesser von über 12 μm kann die spezifische Oberfläche ungefähr 0,8 m²/g oder mehr betragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die spezifische Oberfläche der Fasern der vorliegenden Offenbarung im Bereich von ungefähr 0,5 m²/g bis ungefähr 10,0 m²/g, ungefähr 0,7 m²/g bis ungefähr 8,0 m²/g oder sogar ungefähr 0,8 m²/g bis ungefähr 6,0 m²/g liegen, wobei alle 0,1-m²/g-Schritte innerhalb der genannten Bereiche und alle darin und dadurch gebildeten Bereiche ausdrücklich eingeschlossen sind.
In einer Ausführungsform können ein Absorptionsartikel, ein Verpackungsmaterial und/oder ein Tuch ein oder mehrere Vliessubstrate umfassen, die jeweils mehrere Fasern umfassen, wobei mindestens einige der Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser über 8 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,6 m²/g aufweisen können. In einer Ausführungsform können ein Absorptionsartikel, ein Verpackungsmaterial und/oder ein Tuch ein oder mehrere Vliessubstrate umfassen, die jeweils mehrere Fasern umfassen, wobei mindestens einige der Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser über 10 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,2 m²/g aufweisen können. In einer Ausführungsform können ein Absorptionsartikel, ein Verpackungsmaterial und/oder ein Tuch ein oder mehrere Vliessubstrate umfassen, die jeweils mehrere Fasern umfassen, wobei mindestens einige der Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser über 12 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,8 m²/g aufweisen können. Die Absorptionsartikel können ein flüssigkeitsdurchlässiges Material, ein flüssigkeitsundurchlässiges Material und einen Absorptionskern, der mindestens teilweise zwischen dem flüssigkeitsdurchlässigen Material und dem flüssigkeitsundurchlässigen Material angeordnet ist, umfassen.
In einer Ausführungsform kann ein Vliessubstrat eine oder mehrere Schichten von Fasern umfassen. Das Vliessubstrat kann eine spezifische Oberfläche im Bereich von 0,5 m²/g bis 5 m²/g, im Bereich von 0,6 m²/g bis 4 m²/g, im Bereich von 1,0 m²/g bis 3,5 m²/g oder im Bereich von 1,15 m²/g bis 5 m²/g aufweisen. Das Vliessubstrat kann ein Verhältnis von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung zu Flächengewicht im Bereich von 0,37 s/g/m² bis 5,0 s/g/m² oder im Bereich von 0,4 s/g/m² bis 4,0 s/g/m² aufweisen. Mehrere der Fasern können aus einer Zusammensetzung gebildet sein, die ein Polyolefin und zu 11 Gew.-% bis 35 Gew.-% oder 11 Gew.-% bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung einen Lipidester umfasst. Der Lipidester kann einen Schmelzpunkt von mehr als 35 °C oder im Bereich von 50 °C bis 150 °C aufweisen. Die Schicht von Fasern kann Spinnvliesfasern, schmelzgeblasene Fasern und/oder feine Fasern umfassen. Die spezifische Oberfläche des Vliessubstrats kann über einen vorgegebenen Zeitraum nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen um mindestens 10 %, mindestens 20 %, im Bereich von 15 % bis 120 % oder im Bereich von 50 % bis 200 % zunehmen. Der vorgegebene Zeitraum kann mehr als 24 Stunden, mehr als 48 Stunden oder mehr als 100 Stunden betragen. Mindestens einige der Fasern können einen massegemittelten Faserdurchmesser über 8 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,6 m²/g, einen massegemittelten Faserdurchmesser über 10 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,2 m²/g oder einen massegemittelten Faserdurchmesser über 12 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,8 m²/g aufweisen. Ein Absorptionsartikel kann das Vliessubstrat, ein flüssigkeitsundurchlässiges Material, ein flüssigkeitsdurchlässiges Material und ein Isolierbeinbündchen umfassen. Das Vliessubstrat kann einen Abschnitt des flüssigkeitsundurchlässigen Materials bilden, und das flüssigkeitsundurchlässige Material kann frei von einer Folie sein. Das Vliessubstrat kann einen Abschnitt des Isolierbeinbündchens bilden, und das Isolierbeinbündchen kann frei von einer Folie sein.
Tests
Oberflächenspannung einer Flüssigkeit
Die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit wird bestimmt, indem die Kraft gemessen wird, die auf eine Platin-Wilhelmy-Platte an der Luft-Flüssigkeit-Schnittstelle ausgeübt wird. Es wird ein Kruss-Tensiometer K11 oder äquivalent verwendet. (Erhältlich von Kruss USA (www.kruss.de)). Der Test wird in einer Laborumgebung bei 23 ± 2 °C und 50 ± 5 % relative Feuchtigkeit durchgeführt. Die Testflüssigkeit wird in den vom Hersteller bereitgestellten Behälter gegeben, und die Oberflächenspannung wird von dem Gerät und dessen Software erfasst.
Flächengewichtstest
Es wird ein 9,00 cm² großes Stück Vliessubstrat, d. h. 1,0 cm breit mal 9,0 cm lang, verwendet. Die Probe kann aus einem Verbraucherprodukt, wie einem Tuch oder einem Absorptionsartikel oder einem Verpackungsmaterial dafür, herausgeschnitten werden. Die Probe muss trocken und frei von anderen Materialien, wie Klebstoff oder Staub, sein. Proben werden bei 23° Celsius (±2 °C) und einer relativen Feuchtigkeit von ungefähr 50 % (±5 %) für 2 Stunden konditioniert, um ein Gleichgewicht zu erreichen. Das Gewicht des geschnittenen Vliessubstrats wird auf einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,0001 g gemessen. Das resultierende Gewicht wird durch die Fläche des Prüfkörpers geteilt, um ein Ergebnis in g/m² zu erhalten. Man wiederholt die gleiche Vorgehensweise für mindestens 20 Prüfkörper von 20 identischen Verbraucherprodukten oder Verpackungsmaterialien dafür. Wenn das Verbraucherprodukt oder die Verpackungsmaterialien dafür groß genug sind, kann jeweils mehr als ein Prüfkörper davon genommen werden. Ein beispielhaft einer Probe ist ein Abschnitt einer Oberschicht eines Absorptionsartikels. Bei dem Test lokaler Flächengewichtsschwankung werden diese gleichen Proben und Daten zum Berechnen und Erfassen des durchschnittlichen Flächengewichts verwendet.
Faserdurchmesser- und Denier-Test
Der Durchmesser von Fasern in einer Probe eines Vliessubstrats wird mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) und Bildanalysesoftware bestimmt. Es wird eine 500- bis 10.000-fache Vergrößerung ausgewählt, so dass die Fasern für die Messung geeignet vergrößert werden. Die Proben werden mit Gold oder einer Palladiumverbindung besputtert, um elektrische Aufladung und Vibrationen der Fasern in dem Elektronenstrahl zu vermeiden. Es wird ein manuelles Verfahren zur Bestimmung der Faserdurchmesser verwendet. Mithilfe einer Maus und einer Mauszeiger-Vorrichtung wird der Rand einer zufällig ausgewählten Faser ausgesucht und dann über ihre Breite (d. h. senkrecht zur Faserrichtung an diesem Punkt) zum anderen Rand der Faser gemessen. Bei nicht kreisförmigen Fasern wird die Fläche des Querschnitts mit der Bildanalysesoftware gemessen. Der effektive Durchmesser wird dann berechnet, indem der Durchmesser so berechnet wird, als wäre die gefundene Fläche die eines Kreises. Eine skalierte und kalibrierte Bildanalysevorrichtung sorgt für Skalierung, um den tatsächlichen Wert in Mikrometern (μm) zu erhalten. So werden aus der Probe des Vliessubstrats mit dem SEM verschiedene Fasern zufällig ausgewählt. Mindestens zwei Prüfkörper aus dem Vliessubstrat werden geschnitten und auf diese Weise getestet. Insgesamt werden mindestens 100 solche Messungen vorgenommen, und dann werden alle Daten zur statistischen Analyse aufgezeichnet. Die aufgezeichneten Daten werden zum Berechnen des Durchschnitts (Mittels) der Faserdurchmesser, der Standardabweichung der Faserdurchmesser und des Medians der Faserdurchmesser verwendet. Eine andere geeignete Statistik ist die Berechnung der Menge der Faserpopulation, die unter einer bestimmten Obergrenze liegt. Zum Bestimmen dieser Statistik wird die Software so programmiert, dass sie zählt, wie viele Ergebnisse der Faserdurchmesser unter einer Obergrenze liegen, und dieser Zählwert (geteilt durch die Gesamtanzahl an Daten und multipliziert mit 100 %) wird als Prozentsatz unter der Obergrenze in Prozent angegeben, wie zum Beispiel Prozentsatz unter 1 Mikrometer Durchmesser oder %-Submikron.
Wenn die Ergebnisse in Denier angegeben werden sollen, werden folgende Berechnungen durchgeführt. Faserdurchmesser in Denier = Querschnittsfläche (in m²)·Dichte (in kg/m³)·9000 m·1000 g/kg.
Die Querschnittsfläche ist π·Durchmesser²/4. Die Dichte für Polypropylen zum Beispiel kann als 910 kg/m³ angenommen werden.
Anhand des Faserdurchmessers in Denier wird der physikalische kreisförmige Faserdurchmesser in Metern (oder Mikrometern) aus diesen Beziehungen berechnet und umgekehrt. Der gemessene Durchmesser (in Mikrometern) einer einzelnen kreisförmigen Faser wird hier als d_i bezeichnet.
Im Falle, dass die Fasern nicht kreisförmige Querschnitte aufweisen, wird die Messung des Faserdurchmessers mit dem hydraulischen Durchmesser bestimmt und gleichgesetzt, wie vorstehend erläutert.
Test der Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung
Der Test der Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung wird verwendet, um die Zeitspanne zu bestimmen, die eine festgelegte Menge einer Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung, die mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit abgegeben wird, braucht, um eine Probe eines Vliessubstrats, die auf ein Vergleichsabsorptionskissen gelegt wurde, zu durchdringen. Standardmäßig wird dies aufgrund der Oberflächenspannung der Testflüssigkeit auch als Durchschlagstest einer Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung von 32 mN/m bezeichnet, und jeder Test wird an zwei Schichten der Vliessubstratprobe durchgeführt, die einfach aufeinander gelegt wurden.
Für diesen Test ist das Vergleichsabsorptionskissen 5 Lagen Ahlstrom-Filterpapier 989 (10 cm × 10 cm), und die Testflüssigkeit ist eine Flüssigkeit mit niedriger Oberflächenspannung von 32 mN/m.
Umfang
Dieser Test soll die Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung (in Sekunden) von Vliessubstraten charakterisieren, die dazu gedacht sind, eine Isolierschicht für Flüssigkeiten mit geringer Oberflächenspannung, wie Mischungen aus Urin und Stuhl oder flüssigem Stuhl zum Beispiel, bereitzustellen.
Vorrichtung
Lister-Durchschlagsprüfgerät: Die Vorrichtung ist die gleiche wie die in EDANA ERT 153.0-02, Abschnitt 6 beschriebene, mit der folgenden Ausnahme: Die Durchschlagsplatte hat eine sternförmige Öffnung mit 3 Schlitzen, die um 60 Grad abgewinkelt sind, wobei die schmalen Schlitze eine Länge von 10,0 mm und eine Schlitzbreite von 1,2 mm aufweisen. Die Öffnung 2000 ist in 36 dargestellt. Diese Vorrichtung ist von Lenzing Instruments (Österreich) und von W. Fritz Metzger Corp (USA) erhältlich. Die Vorrichtung muss so eingestellt werden, dass sie nicht nach 100 Sekunden abgeschaltet wird.
Vergleichsabsorptionskissen: Es wird Ahlstrom-Filterpapier 989 in Flächen von 10 cm × 10 cm verwendet. Die durchschnittliche Durchschlagzeit beträgt 3,3 + 0,5 Sekunden für 5 Lagen Filterpapier mit der Testflüssigkeit von 32 mN/m und ohne die Bahnprobe. Das Filterpapier kann von Empirical Manufacturing Company, Inc. (EMC) 7616 Reinhold Drive Cincinnati, OH 45237, USA erworben werden.
Testflüssigkeit: Die Flüssigkeit mit einer Oberflächenspannung von 32 mN/m wird mit destilliertem Wasser und 0,42 +/– 0,001 g/Liter Triton-X 100 hergestellt. Alle Flüssigkeiten werden bei Umgebungsbedingungen gehalten.
Elektrodenspülflüssigkeit: Es wird eine 0,9%-ige wässrige Lösung von Natriumchlorid (CAS 7647-14-5) (9 g NaCl pro 1 l destilliertes Wasser) verwendet.
Testverfahren

– Man stellt gemäß dem hierin beschriebenen Test der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit sicher, dass die Oberflächenspannung 32 mN/m +/– 1 mN/m beträgt. Anderenfalls stellt man die Testflüssigkeit erneut her.
– Man bereitet 0,9%-ige wässrige NaCl-Elektrodenspülflüssigkeit her.
– Man stellt sicher, dass das Durchschlagsziel (3,3 +/– 0,5 Sekunden) mit dem Vergleichsabsorptionskissen erreicht wird, indem man 5 Lagen mit der 32-mN/m-Testflüssigkeit wie folgt testet:
– 5 Lagen des Vergleichsabsorptionskissens werden sorgfältig auf der Grundplatte des Durchschlagsprüfgeräts gestapelt.
– Man legt die Durchschlagsplatte über die 5 Lagen und stellt sicher, dass sich die Platte über der Mitte des Papiers befindet. Man zentriert diese Anordnung unter dem Abgabetrichter.
– Man stellt sicher, dass die obere Anordnung des Durchschlagsprüfgeräts auf den voreingestellten Anschlagpunkt abgesenkt wird.
– Man stellt sicher, dass die Elektroden mit dem Zeitmesser verbunden sind.
– Man schaltet das Durchschlagsprüfgerät ein und stellt den Zeitmesser auf null.
– Mit der 5-ml-Fixvolumenpipette und der Spitze gibt man 5 ml der 32-mN/m-Testflüssigkeit in den Trichter.
– Man öffnet das Magnetventil des Trichters (zum Beispiel durch Herunterdrücken einer Taste an der Vorrichtung), um die 5 ml Testflüssigkeit abzugeben. Der Anfangsstrom der Flüssigkeit schließt den elektrischen Schaltkreis und startet den Zeitmesser. Der Zeitmesser hält an, wenn die Flüssigkeit in das Vergleichsabsorptionskissen eingedrungen und unter das Niveau der Elektroden in der Durchschlagsplatte gefallen ist.
– Man zeichnet die auf dem elektronischen Zeitmesser angegebene Zeit auf.
– Man entfernt die Testanordnung und wirft das verwendete Vergleichsabsorptionskissen weg. Man spült die Elektroden mit der wässrigen 0,9%-igen NaCl-Lösung, um sie für den nächsten Test vorzubereiten. man trocknet die Vertiefung über den Elektroden und die Rückseite der Durchschlagsplatte ab und wischt die Abgabeöffnung und die untere Platte oder Tischoberfläche, auf der das Filterpapier ausgelegt ist, ab.
– Man wiederholt das Testverfahren für mindestens 3 Durchgänge, um sicherzustellen, dass das Durchschlagsziel des Vergleichsabsorptionskissens erreicht wird. Wenn das Ziel nicht erreicht wird, kann das Vergleichsabsorptionskissen von der Spezifikation abweichen und sollte nicht verwendet werden.
– Nach dem Überprüfen der Leistung des Vergleichsabsorptionskissens können Vliessubstratproben getestet werden.
– Man schneidet die erforderliche Anzahl an Vliessubstrat-Prüfkörpern zurecht. Bei Vliessubstraten, die von einer Rolle entnommen werden, schneidet man die Proben in 10 cm mal 10 cm große quadratische Prüfkörper. Bei Vliessubstraten, die von einem Verbraucherprodukt entnommen werden, schneidet man die Proben in 15 mm mal 15 mm große quadratische Prüfkörper. Die Flüssigkeit fließt von der Durchschlagsplatte auf den Vliessubstrat-Prüfkörper. Der Vliessubstrat-Prüfkörper darf nur am Rand berührt werden.
– 5 Lagen des Vergleichsabsorptionskissens werden sorgfältig auf der Grundplatte des Durchschlagsprüfgeräts gestapelt.
– Man legt den Vliessubstrat-Prüfkörper auf die 5 Lagen Filterpapier. Bei diesem Testverfahren werden zwei Lagen des Vliessubstrat-Prüfkörpers verwendet. Wenn die Vliessubstratprobe seitenspezifisch ist (d. h. eine unterschiedliche Schichtkonfiguration aufweist, je nachdem welche Seite in eine bestimmte Richtung weist), weist in dem Test die Seite nach oben, die zum Träger weist (bei einem Absorptionsmittelprodukt).
– Man legt die Durchschlagsplatte über den Vliessubstrat-Prüfkörper und stellt sicher, dass sich die Mitte der Durchschlagsplatte über der Mitte des Vliessubstrat-Prüfkörpers befindet. Man zentriert diese Anordnung unter dem Abgabetrichter.
– Man stellt sicher, dass die obere Anordnung des Durchschlagsprüfgeräts auf den voreingestellten Anschlagpunkt abgesenkt wird.
– Man stellt sicher, dass die Elektroden mit dem Zeitmesser verbunden sind. Man schaltet das Durchschlagsprüfgerät ein und stellt den Zeitmesser auf null.
– Man führt den Test wie vorstehend beschrieben durch.
– Man wiederholt das Verfahren für die erforderliche Anzahl an Vliessubstrat-Prüfkörpern. Es sind mindestens 5 Prüfkörper jeder unterschiedlichen Vliessubstratprobe erforderlich. Der Durchschnittswert ist die Durchschlagzeit bei niedriger Oberflächenspannung von 32 mN/m in Sekunden.

Spezifische Oberfläche
Die spezifische Oberfläche der Vliessubstrate der vorliegenden Offenbarung wird durch Kryptongasadsorption mit einem Micromeritic ASAP 2420 oder einer äquivalenten Vorrichtung bestimmt, wobei die kontinuierliche Sättigungsdampfdruckmethode (Po) (gemäß ASTM D-6556-10) verwendet wird und die Prinzipien und Berechnungen von Brunauer, Emmett und Teller mit einem Kr-BET-Gasadsorptionsverfahren, das automatische Entgasung und thermische Korrektur einschließt, befolgt werden. Es ist zu beachten, dass die Prüfkörper nicht bei 300 Grad Celsius entgast werden sollten, wie es in der Methode vorgeschlagen wird, sondern bei Raumtemperatur. Die spezifische Oberfläche sollte in m²/g angegeben werden.
Herstellen von Proben von Vliessubstraten
Jede Oberflächenmessung wird bei einem Prüfkörper genommen, der insgesamt 1 g des Vliessubstrats der vorliegenden Offenbarung wiegt. Um 1 g Material zu erreichen, können mehrere Prüfkörper von einem oder mehreren Absorptionsartikeln, einer oder mehreren Verpackungen oder einem oder mehreren Tüchern genommen werden, abhängig davon, ob Absorptionsartikel, Verpackungen oder Tücher getestet werden. Feuchttuch-Prüfkörper trocknet man bei 40 Grad C für zwei Stunden oder bis keine Flüssigkeit mehr aus dem Prüfkörper unter leichtem Druck austritt. Die Prüfkörper werden mit einer Schere aus den Absorptionsartikeln, Verpackungen oder Tüchern (abhängig davon, ob Absorptionsartikel, Verpackungen oder Tücher getestet werden) aus Bereichen herausgeschnitten, die frei oder im Wesentlichen frei von Klebstoffen sind. Dann werden die Prüfkörper in einen Ultraviolett-Fluoreszenz-Analysenschrank gegeben, um das Vorhandensein von Klebstoffen zu erkennen, da die Klebstoffe unter diesem Licht fluoreszieren. Andere Verfahren zum Erkennen des Vorhandenseins von Klebstoffen können ebenfalls verwendet werden. Bereiche der Prüfkörper, die Klebstoffe aufweisen, werden von den Prüfkörpern abgeschnitten, so dass die Prüfkörper frei von den Klebstoffen sind. Die Prüfkörper können nun mit dem Vorstehenden Verfahren der spezifischen Oberfläche getestet werden.
Herstellen von Proben von Vliesstoff-Isolierbündchen
Jede Oberflächenmessung besteht aus Prüfkörpern von Vliesstoff-Isolierbündchen (z. B. 50, 51), die von Absorptionsartikeln genommen werden und ein Probengesamtgewicht von 1 g erreichen. Die Prüfkörper werden mit einer Schere aus den Isolierbündchen aus Bereichen herausgeschnitten, die nicht direkt mit dem Absorptionsartikel verbunden sind (z. B. Bereich 11 von 3). Dann werden die Prüfkörper in einen Ultraviolett-Fluoreszenz-Analysenschrank gegeben, um das Vorhandensein von Klebstoffe zu erkennen, da der Klebstoff unter diesem Licht fluoresziert. Andere Verfahren zum Erkennen des Vorhandenseins von Klebstoffen können ebenfalls verwendet werden. Bereiche der Prüfkörper, die Klebstoff aufweisen, werden von den Prüfkörpern abgeschnitten, so dass die Prüfkörper frei von den Klebstoffen sind. Die Prüfkörper können nun mit dem Vorstehenden Verfahren der spezifischen Oberfläche getestet werden.
Fibrillenlängenmesstest

1) Mit einem Softwareprogramm, wie Image J Software, misst man die Anzahl an Pixeln innerhalb der Länge anhand der Legende auf einem SEM-Bild eines Vliessubstrats an einer geraden Linie (d. h. einer Linie mit einer Länge und ohne Dicke). Man notiert die Länge der Linie und die Anzahl an Mikrometern, die der Legende entspricht.
2) Man nimmt eine Fibrille und misst ihre Länge von ihrem freien Ende zu dem Ende, an dem sie aus der Faser hervorgeht, wie am besten visualisiert. Man notiert die Länge der Linie.
3) Man teilt diese Länge durch die Länge der Legende in Pixeln und multipliziert dann mit der Länge der Legende in Mikrometern, um die Länge der Fibrille in Mikrometern zu erhalten.

Wenn die Fibrillen lang und gekräuselt sind, dann wird die Länge solcher Fibrillen in linearen Schritten erfasst.
Massegemittelter Durchmesser
Der massegemittelte Durchmesser von Fasern wird folgendermaßen berechnet:
wobei
angenommen wird, dass Fasern in der Probe kreisförmig/zylindrisch sind,

d_i: = gemessener Durchmesser der i. Faser in der Probe,
∂x: = infinitesimaler Längsschnitt der Faser, wo ihr Durchmesser gemessen wird, gleich für alle Fasern in der Probe,
m_i: = Gewicht der i. Faser in der Probe,
n: = Anzahl an Fasern, deren Durchmesser der Probe gemessen wird
ρ: = Dichte von Fasern in der Probe, gleich für alle Fasern in der Probe
V_i: = Volumen der i. Faser in der Probe.

Der massegemittelte Faserdurchmesser sollte in μm angegeben werden.
Gravimetrischer Gewichtsverluststest
Der gravimetrische Gewichtsverluststest wird verwendet, um die Menge an Lipidester (z. B. GTS) in einem Vliessubstrat der vorliegenden Offenbarung zu bestimmen. Eine oder mehrere Proben des Vliessubstrats, wobei die schmalste Probenabmessung nicht größer als 1 mm ist, werden in einem Verhältnis von 1 g Vliessubstratprobe pro 100 g Aceton unter Verwendung eines Rückflusskolbensystems in Aceton gegeben. Zunächst wird die Probe gewogen, bevor sie in den Rückflusskolben gegeben wird, und dann wird die Mischung der Probe und des Acetons für 20 Stunden auf 60 °C erwärmt. Die Probe wird dann entnommen und für 60 Minuten luftgetrocknet, und ein Endgewicht der Probe wird bestimmt. Die Gleichung zum Berechnen des Gewichtsprozentsatzes an Lipidester in der Probe lautet: Gew.-% Lipidester = ([Anfangsgewicht der Probe – Endgewicht der Probe]/[Anfangsgewicht der Probe]) × 100 %.
Die hierin offenbarten Abmessungen und Werte sind nicht als streng auf die exakten genannten Zahlenwerte begrenzt zu verstehen. Statt dessen soll, wenn nicht anders angegeben, jede solche Abmessung sowohl den genannten Wert als auch einen funktionell äquivalenten Bereich, der diesen Wert umgibt, bedeuten. Beispielsweise soll eine Abmessung, die als „40 mm“ offenbart ist, „etwa 40 mm“ bedeuten.
Alle hierin genannten Dokumente, einschließlich querverwiesener oder verwandter Patente oder Patentanmeldungen, sind hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen, sofern sie nicht ausdrücklich ausgeschlossen oder anderweitig eingeschränkt sind. Die Zitierung eines Dokuments bedeutet nicht, dass es als Stand der Technik für eine hierin offenbarte oder beanspruchte Erfindung anerkannt wird oder dass es allein oder in Kombination mit anderen genannten Literaturstellen die Erfindung lehrt, nahelegt oder offenbart. Sollte, ferner irgendeine Bedeutung oder Definition eines Begriffes in diesem Dokument mit irgendeiner Bedeutung oder Definition desselben Begriffes in einem durch Bezugnahme eingeschlossenen Dokument in Zwiespalt stehen, gilt die Bedeutung oder Definition, die dem Begriff in diesem Dokument zugewiesen wurde.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, erkennen Fachleute, dass verschiedene weitere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher sollen in den beiliegenden Ansprüchen alle derartigen Änderungen und Modifikationen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen, abgedeckt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3502763 [0069]
US 3692618 [0069]
US 3338992 [0069]
US 4820142 [0069]
US 5460500 [0069]
US 6932590 [0069]
US 5382400 [0069]
US 7320581 [0069]
US 7476350 [0069]
US 3849241 [0071]
US 5098636 [0071]
US 4818464 [0072]
US 5114631 [0072]
US 5620785 [0072]
US 7501085 [0072]
US 4536361 [0072]
US 6110588 [0072]
US 7666343 [0072]
US 6800226 [0072]
US 1975504 [0072]
US 7585437 [0072]
US 6713011 [0072]
US 8257641 [0072]
US 4846815 [0090]
US 4894060 [0090]
US 4946527 [0090]
US 3848594 [0090]
US 4662875 [0090]
US 5151092 [0090]
US 5246433 [0090]
US 5569234 [0090]
US 6120487 [0090]
US 6120489 [0090]
US 4940464 [0090]
US 5092861 [0090]
US 3860003 [0091]
US 4808178 [0091]
US 4909803 [0091]
US 8026188 [0130]
US 7895718 [0150]
US 7789870 [0150]
US 12/538140 [0150]
US 13/538177 [0150]
US 13/538178 [0150]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

The American Chemical Society Publication, „Contact Angle, Wettability, and Adhesion“, herausgegeben von Robert F. Gould und 1964 [0053]
„The Handbook of Nonwovens“, herausgegeben von S. J. Russell und veröffentlicht von Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC (ISBN: 978-0-8493-2596-0) [0068]
Superfine Thermoplastic Fibers“ von Van A. Wente, in Ind. Eng. Chem. Res. 48 (8) 1956, S. 1342–46 [0071]
„Electrospinning“ von A. Greiner und J. Wendorff in Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46(30), 5670–5703 [0072]
ASTM D6866-10 [0163]
ASTM D6866-10 [0164]
www.kruss.de [0168]
ASTM D-6556-10 [0182]

Claims

Vliessubstrat, umfassend eine Schicht von Fasern, wobei das Vliessubstrat eine spezifische Oberfläche im Bereich von 0,5 m²/g bis 5 m²/g aufweist.
Vliessubstrat nach Anspruch 1, wobei die spezifische Oberfläche im Bereich von 0,6 m²/g bis 4 m²/g, vorzugsweise 1,0 m²/g bis 3,5 m²/g liegt.
Vliessubstrat nach Ansprüchen 1 oder 2, wobei die spezifische Oberfläche im Bereich von 1,15 m²/g bis 5 m²/g liegt.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Vliessubstrat eine Verhältnis von Durchschlagzeit von Flüssigkeiten mit niedriger Oberflächenspannung zu Flächengewicht im Bereich von 0,37 s/g/m² bis 5,0 s/g/m², vorzugsweise im Bereich von 0,4 s/g/m² bis 4,0 s/g/m² liegt.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehrere der Fasern aus einer Zusammensetzung gebildet werden, die ein Polyolefin und zu 11 Gew.-% bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 11 Gew.-% bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung einen Lipidester umfasst und wobei der Lipidester einen Schmelzpunkt von mehr als 35 °C, vorzugsweise im Bereich von 50 °C bis 150 °C aufweist.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schicht von Fasern Spinnvliesfasern umfasst.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schicht von Fasern schmelzgeblasene Fasern umfasst.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schicht von Fasern feine Fasern umfasst.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das die spezifische Oberfläche des Vliessubstrats um mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 20 %, mehr bevorzugt zwischen 15 % bis 120 % und am meisten bevorzugt zwischen 50 % und 200 % über einen vorgegebenen Zeitraum nach der Bildung des Vliessubstrats unter Umgebungsbedingungen zunimmt und wobei der vorgegebene Zeitraum mehr als 24 Stunden beträgt.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einige der Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser über 8 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,6 m²/g aufweisen.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einige der Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser über 10 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 1,2 m²/g aufweisen.
Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens einige der Fasern einen massegemittelten Faserdurchmesser über 12 μm und eine spezifische Oberfläche von mindestens 0,8 m²/g aufweisen.
Absorptionsartikel, umfassend: das Vliessubstrat nach einem der vorstehenden Ansprüche; ein flüssigkeitsundurchlässiges Material; ein flüssigkeitsdurchlässiges Material; und ein Isolierbeinbündchen.
Absorptionsartikel nach Anspruch 13, wobei das Vliessubstrat einen Abschnitt des flüssigkeitsundurchlässigen Material bildet und wobei das flüssigkeitsundurchlässige Material frei von einer Folie ist.
Absorptionsartikel nach Ansprüchen 13 oder 14, wobei das Vliessubstrat einen Abschnitt des Isolierbeinbündchens bildet und wobei das Isolierbeinbündchen frei von einer Folie ist.