DE102018130054A1

DE102018130054A1 - Elastisches Windelelement

Info

Publication number: DE102018130054A1
Application number: DE102018130054.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Willing; Paul Waller; Michael Scherer
Original assignee: RKW SE
Current assignee: RKW SE
Priority date: 2018-11-28
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2020-05-28
Also published as: WO2020108679A1; BR112021008315B1; US20210393445A1; BR112021008315A2; AU2019389369B2; MX2021004528A; CA3114648A1; EP3887142A1; CN113272125A; JP2022508994A; AU2019389369A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elastisches Windelelement mit einer elastischen Schicht (1) und Außenschichten (2, 3) aus Nonwoven. Das Windelelement weist Verbindungsbereiche (4, 8) der Außenschichten (2, 3) mit der elastischen Schicht (1) auf. Die Verbindungsbereiche (4, 8) umfassen Zonen (7, 9), bei denen ein formschlüssiger Verbund von Nonwovenmaterial und erstarrtem Material der elastischen Schicht (1) vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Windelelement mit einer elastischen Schicht und Außenschichten aus Nonwoven.
Bei Windeln werden unterschiedliche Verschlusssysteme benutzt. Das Verschließen erfolgt entweder mit einem klebenden Tape auf einer Folie oder mit einem Hakentape (hook) auf einer Schlaufenlage (loop). Haken-/Schlaufenvarianten genießen eine höhere Wertschätzung beim Verbraucher, da diese Verschlusssysteme auch von Bekleidung in Form von Klettverschlüssen bekannt sind.
Bei Produkten für den temporären Gebrauch werden preiswertere Haken-Schlaufen-Varianten eingesetzt. Solche Verschlussverbindungen für Windeln werden beispielsweise in der WO 96/22065 , EP 719 533 , EP 721 770 und WO 95/25496 beschrieben.
Viele Windelverschlusssysteme umfassen ein auf dem Bund sitzendes Fasermaterial, die sogenannte Landing-Zone und als Gegenstück ein Windelohr. Das Windelohr besteht aus einem mehrschichtigen Laminat und weist auf mindestens einer Seite ein Material auf, das sich beim Schließen der Windel in der Landing-Zone verhakt.
Zur Erhöhung des Tragekomforts enthalten diese Windelohrlaminate elastische Komponenten, die durch die Rückstellkraft des Elastikanteils eine Anpassung an die Körperform sicherstellen. Für ein angenehmes haptisches Gefühl sind die elastischen Komponenten, die meistens in Form von Folien eingebracht werden, mit textilen Deckmaterialen versehen.
Studien zeigen, dass beim Schließen eines Windelohrs eine Kraft von maximal ca. 10 N aufbaut wird. Nach der Dehnbeanspruchung stellt sich das Windelohr aufgrund seiner Elastizität weitgehend wieder zurück. Der Bereich zwischen 0 und 100 % Dehnung, also zwischen 0 und 10 N, wird als funktioneller Bereich bezeichnet.
Die gängigsten Verfahren zur Herstellung von Laminaten aus einer elastischen Folie und einem Vlies sind Thermobonding oder Kleben.
Beim Thermobonding wird mittels einer Prägewalze (= gravierte Stahlwalze) das Material von Folie und Vlies zur Verbindung durch hohe Temperatur und Druck angeschmolzen. Das Verfahren hat den Nachteil, dass die Folien beschädigt werden und ein sogenanntes „Pinholing“ entstehen kann. Zudem führt dieses Verfahren nur zu einer punktuellen Verbindung.
Zur Herstellung von nahezu allen kommerziellen Windelelementen kommen heutzutage noch Klebstoffe zum Einsatz. Diese führen darüber zu Geruchsbeeinflussungen, beispielsweise durch Freisetzung von Styrolen.
Kinder tragen Windeln mehrere Jahre und das häufig 24 Stunden am Tag. Daher besteht die Forderung, dass Windeln möglichst schadstofffrei sein sollen. Bei herkömmlichen Windeln ließ sich bisher ein Verzicht von Klebstoff bei den Windelohren kaum vermeiden. Bei fast allen herkömmlichen Windelohren wurde bisher die obere und untere Vlieslage mit der dazwischenliegenden elastischen Folie mit Hilfe von Klebern verbunden.
Die Verwendung von Klebern ist auch aus ökologischen Gründen bedenklich. Zur Herstellung von Windelohren schätzt man, dass pro Jahr mehr als 22000 Tonnen Klebstoff eingesetzt werden. Die Verwendung solcher Klebstoffe ist zudem mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Die EP 3 082 702 B1 beschreibt ein Verfahren zur Bildung eines elastischen Vlieslaminats. Das Laminat wird durch einen ersten Spalt zwischen zwei Walzen geführt. Eine Walze weist Rillen auf. Anschließend wird das Laminat durch einen zweiten Spalt geführt, der von Bindungswalzen gebildet wird. Die Bindungswalzen sind mit einem Muster versehen. Das Muster deckt vorzugsweise zehn bis 60 % der Gesamtfläche der Vliesaußenseite ab.
Die EP 2 951 016 B1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Laminats ohne Klebstoff. Ein Substrat aus einer thermoplastischen Schicht und darauf aufgebrachten Schichten aus Vliesstoff werden mittels einer Wärmezuführung in eine thermoplastische Schicht über Infrarotstrahlung und anschließendem Verpressen und danach erfolgter Kühlung zu einem Laminat verbunden.
Die DE 103 04 370 B4 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von querelastischen Materialbahnen, die aus einer flexiblen, elastischen Trägerfolie aus einem Polymer bestehen, wobei auf der Ober- und Unterseite der Trägerfolie eine Vliesbahn aufgebracht ist. Die Verbindung zu einem Laminat erfolgt über Schweißverbindungen in Form gitterartig angeordneter Punktschweißflächen .
Die EP 0 714 351 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Folie aus einem Faservlies und einem elastomeren Film. In einer Verbindungseinheit wird der elastomere Film mit dem Vlies verbunden. Dabei wird ein elastomeres Extrudat bei einer Temperatur über seinem Erweichungspunkt extrudiert, die dabei eingesetzten Quetschwalzen stellen eine flächige Verbindung zwischen dem elastomeren Film und dem Vlies her. Anschließend wird das Laminat einem Streckprozess unterzogen. Bei diesem Verfahren entsteht ein flächiges Gebilde aus der elastischen Schicht und dem Vliesstoff. Die elastische Schicht ist über die Gesamtfläche des Laminates mit dem Vlies verbunden. Ein solches Laminat lässt sich nur unzureichend aktivieren.
Die EP 1 921 192 A1 beschreibt eine mehrschichtige elastische Materialbahn aus Vliesstoffen und Polymerfolien. Mindestens eine Vliesstofflage wird nach einem Extrudieren und vor der Verbindung mit der Polymerfolie mithilfe von Wasserstrahlen verfestigt, so dass sie leicht in Querrichtung dehnbar ist und die Materialbahn elastisch verformbar wird.
Die EP 2 228 200 A1 beschreibt ein elastisches Laminat für Windelverschlusselemente. Das elastische Laminat weist Außenschichten aus Nonwoven auf, zwischen denen eine elastische Folie zumindest bereichsweise einkaschiert ist. Eine der beiden Außenschichten besteht aus einem durch Wasserstrahlen verfestigten Vliesstoff. Der Vliesstoff ist im Bereich der elastischen Folie in einer Achsrichtung gestreckt.
Die EP 2 406 070 B2 beschreibt ein elastisches Laminat für Windelverschlusselemente. Dieses weist Außenschichten aus Nonwoven mit einer zwischen den Außenschichten einkaschierten elastischen Folie auf. Eine der beiden Außenschichten besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff, der in einer Achsrichtung verstreckt ist. Die Schichten des elastischen Laminates sind durch punktförmige Ultraschallverschweißungen oder Klebstoff verbunden.
In der WO 2006/024394 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Vlies-Folien-Laminaten für Hygieneartikel beschrieben. Eine Ausgangsvliesbahn wird mit einer Ausgangsfolienbahn auf einen Heizzylinder geführt. Dort werden beide Bahnen miteinander auf eine Temperatur oberhalb des Kristallitschmelzpunktes der Folienbahn und unterhalb des Kristallitschmelzpunktes der Vliesbahn erwärmt. Die Vliesbahn liegt an dem Zylinder an. Anschließend wird der auf dem Heizzylinder gebildete Verbund in einem Prägewerk fixiert und gekühlt. Das Prägewerk besteht aus einer Prägewalze und einer Gummiwalze. Anschließend wird der Verbund einer Reckung zugeführt. Die Reckung erfolgt durch Ringrollingwalzen in Querrichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elastisches Windelelement anzugeben, das gesundheitlich unbedenklich und ökologisch nachhaltig ist. Das Windelelement soll keine Gerüche freisetzen. Zudem soll es gute Reißfestigkeiten und einen optimalen Dehnungsverlauf aufweisen. Weiterhin soll es eine angenehme Haptik bieten und beim Dehnen einen ausreichenden, aber nicht zu hohen Widerstand entgegensetzen, sodass eine Dehnbeanspruchung für den Verbraucher als angenehm empfunden wird. Dabei sollen die Strukturen der einzelnen Schichten nicht thermisch beschädigt werden, damit die mechanischen Eigenschaften des Laminats erhalten bleiben. Nach dem Wegfall der Dehnbeanspruchung soll sich das Laminat aufgrund seiner Elastizität wieder weitestgehend zurückstellen. Das Windelelement soll einen angenehmen Tragkomfort und eine günstige Passform gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Windelelement, ein Verfahren und eine Verwendung gemäß den nebengeordneten Hauptansprüchen gelöst. Bevorzugte Varianten sind den Unteransprüchen, der Beschreibung, dem Ausführungsbeispiel und der Zeichnung zu entnehmen.
Erfindungsgemäß weist das Windelelement gezielt ausgerichtete Verbindungsbereiche der Nonwoven-Außenschichten mit der elastischen Schicht auf. Diese Verbindungsbereiche umfassen Zonen, bei denen Nonwovenmaterial in erstarrtem Material der elastischen Schicht vorliegt. Die elastische Schicht ist mittels Gießfolien-Extrusion (Cast-Extrusion) zwischen die Nonwoven-Außenschichten eingebracht wobei die Verbindung der Schichten mittels einer strukturierten Walze erfolgt, welche erfindungsgemäß Verbindungsbereiche gezielt ausbildet, indem sie thermisch unbeeinflusstes Nonwovenmaterial an ausgewählten Positionen in die schmelzflüssige elastische Schicht drückt und/oder schmelzflüssiges elastisches Material in eine Nonwovenschicht.
Erfindungsgemäß wird ein solches Laminat als Windelelement verwendet. Dabei erweist sich insbesondere eine Verwendung als Windelverschlusselement, vorzugsweise als Windelohr als vorteilhaft. Das Laminat eignet sich auch für eine Verwendung als Windelbund, der zumindest teilweise elastische Streifen aus dem Laminat aufweist.
Die Herstellung des Laminats erfordert neben der Aufschmelzleistung des Extruders keine weitere Energie. Die Schmelze kühlt zwischen Walzen ab. Dadurch erstarrt die Schmelze und es bilden sich die erfindungsgemäßen Verbindungsbereiche, die auf eine Weise geschaffen werden, dass die Nonwoven-Schichten, keine thermische Belastung von außen erfahren, wie dies zum Beispiel beim Ultraschallverschweißen oder einer Heizwalze der Fall wäre. Dadurch wird ein Pinholing vermindert. Zur Herstellung des Laminats sind erfindungsgemäß keinerlei Klebstoffe erforderlich.
Durch die selektive Erwärmung der elastischen Schicht mittels Cast-Extrusion bei gleichzeitiger Erzeugung eines Wärmstroms von innen nach außen beim Verbindungsschritt selbst über die Nonwoven-Außenschichten bleibt die tragende Struktur der elastischen Schicht erhalten. Durch Gewährleistung eines Wärmestrom von innen nach außen beim Verbindungsvorgang selbst wird ein Laminat geschaffen, das besonders günstige Eigenschaften als Windelrohr aufweist.
Der Wärmestrom von innen nach außen kann dabei gezielt gesteuert werden. Bei einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung kommt dazu mindestens eine Kühlwalze zum Einsatz. Durch eine Absenkung der Oberflächentemperatur der Kühlwalze kann der Strom, der von innen nach außen strömenden Wärmeenergie spezifisch zur Schaffung eines optimalen Windelohr bzw. Windelbundlaminats erhöht werden.
Der elastische Polymerfilm liegt nach der Extrusion vorzugsweise oberhalb einer Temperatur von 210°C schmelzflüssig vor. Vorzugsweise erfolgt eine Abkühlung beim Verbindungsschritt über eine Walze um mehr als 100°C, vorzugsweise um mehr als 150°C und insbesondere um mehr als 160°C, sodass nach dem ersten Walzenpaar, das zur Verbindung der Schichten eingesetzt wird, das Laminat nahezu bei Raumtemperatur vorliegt.
Bei einer Variante der Erfindung kommen beim Verbindungsschritt Walzen mit unterschiedlicher Oberflächentemperatur zum Einsatz. Durch kann der Wärmstrom aufgeteilt werden, so dass über eine Nonwovenschicht ein größerer Wärmestrom nach außen fließt als über die andere Nonwovenschicht. Durch ein günstiges Verhältnis der beiden nach außen strömenden Wärmemengen lassen sich in dem Laminat optimale Eigenschaften zum Einsatz als Windelohr oder Windelbund schaffen.
Die Kühlwalzen können mit Erhebungen ausgestattet sein und somit eine Prägung bewirken. Es können auch zwei Kühlwalzen zum Einsatz kommen. Es kann auch eine glatte Kühlwalze mit einer Walze zusammenwirken die Erhebungen aufweist, die nicht gekühlt ist bzw. eine Kühlwälze mit Erhebungen mit ein glatten nicht gekühlten Gegenwalze. Die Walzen können beispielsweise aus einen metallischen und/oder einem gummiartigen Werkstoff bestehen.
Erfindungsgemäß weist das Laminat Verbindungsbereiche mit NonwovenMaterial und erstarrtem elastischen Material auf. Nach Extrusion des elastischen Materials zwischen die Nonwovenbahnen wird in ausgewählten Bereichen Vliesmaterial in die elastische Schicht gedrückt, welche sich noch schmelzflüssigen Zustand befindet. Es entstehen Zonen, bei denen Nonwovenmaterial formschlüssig in erstarrtem Material der elastischen Schicht vorliegt. Somit werden gezielt ausgerichtete Verbindungsbereiche aus erstarrtem elastischem Material und Nonwoven geschaffen. Im Gegensatz herkömmlichen Verfahren erfolgt keine Verpressung über die Gesamtfläche.
Die erfindungsgemäßen Verbindungsbereiche sind vorzugsweise streifenartig und/oder stegartig und/oder rillenartig und/oder rautenartig ausgebildet. Die Verbindungsbereiche können und mehreren hintereinander angeordneten Reihen ausgebildet sein. Innerhalb einer Reihe ist ein gerader und/oder welliger Verlauf möglich. Die Ausrichtung der Verbindungsbereiche ist vorzugsweise senkrecht zur Zugrichtung des Windelohrs bzw. Windelbunds, so dass die einzelnen Reihen quer zur Zugrichtung des Windelohrs bzw. Windelbundes ausgerichtet sind.
Wichtig für ein optimales Windelohr- bzw. Windelbundlaminat ist das Verhältnis der hervorgehobenen zu den abgesenkten Bereichen, das bei den eingesetzten strukturierten Walzen auch als Steg-Nut-Verhältnis bezeichnet wird.
Vorzugsweise umfassen die Verbindungsbereiche weniger als 90 % der Gesamtfläche des Laminats. Bei einer besonders günstigen Ausführung der Erfindung können die Erfindungsbereiche sogar weniger als 80 %, vorzugsweise weniger als 70 %, insbesondere weniger als 60 % der Gesamtfläche des Laminats betragen. Darüber hinaus umfassen die Verbindungsbereiche bevorzugt mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 20 %, insbesondere mehr als 30 % der Gesamtfläche des Laminats.
Als besonders günstig erweist es sich, wenn Verbindungsbereiche eine Breite von mehr als 0,1 mm, vorzugsweise mehr als 0,3 mm, insbesondere mehr als 0,6 mm und/oder eine Breite von weniger als 8 mm, vorzugsweise weniger als 6 mm, insbesondere weniger als 4 mm aufweisen. Die Verbindungsbereiche sind vorzugsweise streifenförmig quer zur Zugrichtung des Windelohrs bzw. Windelbundes ausgerichtet.
Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, dass sich ein gezielt in bestimmten Bereichen verpresstes Laminat ungewöhnlich gut für den Einsatz als Windelohr bzw. Windelbund eignet. Bei der Aktivierung ist dadurch eine optimale Überdehnung einer Nonwoven-Schicht in Querrichtung möglich, wobei innerhalb dieser Nonwoven-Schicht ein Großteil der bestehenden internen Bondingpunkte zwischen den Nonwovenfasern aufgebrochen wird. Gleichzeitig erfährt die andere Nonwovenschicht eine Orientierung in Querrichtung durch Ausrichtung des Faserflors quer zur Zugrichtung des Windelohrs bzw. Windelbundes und bleibt für die Anwendung als Windelohr bzw. Windelbund kraftaufnehmend.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung weisen die Verbindungsbereiche außenliegende Zonen auf, in denen das Nonwovenmaterial der Außenschichten verdichtet aber nicht vollständig geschmolzen und/oder in denen das Nonwovenmaterial der Außenschichten nicht angeschmolzen vorliegt.
Zwischen den Verbindungsbereichen sind Bereiche angeordnet, in denen Fasern der jeweiligen Nonwovenschicht zum überwiegenden Teil nicht in einem formschlüssigen Verbund mit elastischem Material vorliegen. Diese Bereiche tragen nur vernachlässigbar zur Verbindung der einzelnen Schichten bei, da nur an der unmittelbaren Berührungsfläche ein schwacher Zusammenhalt zwischen elastischer Schicht und der jeweiligen Nonwovenschicht vorliegt. Diese „Nichtbindungsbereiche“ haben vorzugsweise einen Anteil von mehr als 10 %, insbesondere mehr als 20 %, bevorzugt mehr als 30 % der Gesamtfläche. Vorzugsweise liegen in diesen Bereichen mehr als 50 %, vorzugsweise mehr als 65 %, insbesondere mehr als 80 % der Fasern nicht in einem formschlüssigen Verbund mit Material der elastischen Schicht vor.
Als besonders günstig erweist es sich, wenn diese Nichtbindungsbereiche eine Breite von mehr als 0,1 mm, vorzugsweise mehr als 0,3 mm, insbesondere mehr als 0,6 mm und/oder eine Breite von weniger als 8 mm, vorzugsweise weniger als 6 mm, insbesondere weniger als 4 mm aufweisen. Die Nichtbindungsbereiche sind vorzugsweise streifenförmig quer zur Zugrichtung des Windelohrs bzw. Windelbunds ausgerichtet.
Zur Schaffung der Verbindungsbereiche kommen vorzugsweise Walzen mit einer Oberflächenstruktur zum Einsatz mit einer Höhe der Erhebungen von mehr als 100 µm, vorzugsweise mehr als 300 µm, insbesondere mehr als 500 µm und/oder weniger als 1,8 mm, vorzugsweise weniger als 1,6 mm, insbesondere weniger als 1,4 mm.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung besteht mindestens eine Nonwoven-Schicht aus einem kardierten Vliesstoff. Das Kardieren dient bei der Herstellung von Vliesstoffen zur ersten Ausrichtung der losen Textilfasern zu einem Vliesstoff. Der eingesetzte kardierte Vliesstoff besteht vorzugsweise aus Polypropylenfasern und/oder aus Mischungen verschiedener Fasertypen, wie zum Beispiel aus Polypropylen/Viskose, Polypropylen/Polyamid, Polypropylen/Polyester usw. Erfindungsgemäß liegen liegen im fertigen Windelohr bzw. Windelbund die innerhalb der kardierten Nonwovenschicht ursprünglich vorhandenen Bindungen zum überwiegenden Teil aufgebrochen vor.
Die andere Nonwoven-Schicht bleibt dagegen in ihrer Grundstruktur erhalten und bildet ein funktionelles, kraftaufnehmendes Vlies. Erfindungsgemäß besteht die zweite Nonwoven-Schicht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff. Durch Verfestigung mittels Wasserstrahlen weist diese Vliesstoffschicht eine hohe Dehnbarkeit in Querrichtung auf. Durch die Wasserstrahlvernadelung werden die Fasern im Vliesstoff umorientiert, sodass die ursprüngliche zweidimensionale Faserausrichtung in ein dreidimensionale Faserorientierung überführt wird. Die Fasern sind stärker in das Vlies eingebunden. Diese Nonwoven-Schicht weist vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 5 - 80 g/m², vorzugsweise von 10 - 70 g/m², insbesondere von 15 - 25 g/m² auf.
Vorzugsweise handelt es sich bei der wasserstrahlverfestigten Vliesstofflage um Vliesstoffe aus Endlosfilamenten. Diese bieten aufgrund ihres Herstellungsprozesses einen Faserflor, der schlaufenartig ausgebildet ist und damit den Haken hinreichend Möglichkeit zur Verankerung.
Als Material zur Herstellung der Endlosfilamente können spinnbare Polymere, wie beispielsweise Polyester, PLA, Polyolefine, insbesondere Polypropylen und Polyethylen zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt bestehen die aus Polypropylenmaterial und/oder Polyethylenmaterial.
Bei der elastischen Schicht handelt es sich vorzugsweise um ein Polypropylen-Polyethylen-Block-Copolymer. Die elastische Folie weist insbesondere ein spezifisches Gewicht von 5 - 140 g/m², vorzugsweise von 10 bis 130 g/m², bevorzugt von 20 - 40 g/m² auf. Erfindungsgemäß wird auf styrolhaltige Polymere vollständig verzichtet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer Zeichnung und aus der Zeichnung selbst.
1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Windelelement. Das Laminat umfasst eine elastische Schicht 1, die zwischen zwei Außenschichten 2, 3 aus Nonwoven angeordnet ist. Bei der mit Blick auf die Zeichnung oberen Nonwovenschicht 2 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen wasserstrahlverfestigten Vliesstoff, wobei ein Spinnvlies aus Endlosfilamenten zum Einsatz kommt.
Bei der zweiten Nonwovenschicht 3 handelt es sich um einen kardierten Vliesstoff, der ursprünglich vor der Verarbeitung zu dem Laminat mit Bindungspunkten verfestigt war. Dabei wird eine Technik eingesetzt, die man als Thermobonding bezeichnet. Thermobonding ist ein Prozess zur thermischen Verfestigung von Vliesstoffen. Dadurch wird die Bindungsfestigkeit beträchtlich erhöht und es können auch leichte Vliesstoffe konstruiert werden. Erfindungsgemäß werden bei der Herstellung des Laminats in einem Aktivierungsschritt, bei der das Laminat vorzugsweise durch Ringrolling in Querrichtung gestreckt wird, diese internen Bindungen der kardierten Nonwovensicht 3 weitgehend zerstört.
Gleichzeitig bleibt bei der Aktivierung die andere Nonwovenschicht 2 aus dem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff funktionell und kraftaufnehmend. Bei der Aktivierung werden bei der Nonwovenschicht 2 die wasserstrahlverfestigten Endlosfilamente in Querrichtung orientiert.
Das erfindungsgemäße Laminat weist eine optimale Performance als Windelohr bzw. Windelbund auf, da es sich einerseits gut dehnen lässt, aber dennoch eine ausreichende Gegenkraft erzeugt, so dass der Kunde ein angenehmes Gefühl beim Strecken des Windelohres bzw. Windelbunds hat.
Das Windelohr baut beim Schließen vorzugsweise eine Kraft von maximal ca. 10 N auf. Nach Wegfall der Dehnbeanspruchung stellt sich das erfindungsgemäße Windelohr aufgrund seiner Elastizität weitgehend wieder zurück.
Ist das erfindungsgemäße Windelelement als Windelohr ausgeführt hat es vorzugweise eine Breite zwischen 30 und 120 mm, insbesondere zwischen 40 und 100 mm, bevorzugt zwischen 50 und 80 mm und/oder eine Länge von vorzugweise zwischen 40 und 200 mm, insbesondere zwischen 60 und 180 mm, bevorzugt zwischen 80 und 160 mm.
Ist das erfindungsgemäße Windelelement als Windelbund ausgeführt, so erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn der Windelbund zumindest bereichsweise elastische Streifen des erfindungsgemäßen Laminats aufweist. Der Windelbund hat vorzugweise eine Breite zwischen 10 und 160 mm, insbesondere zwischen 20 und 140 mm, bevorzugt zwischen 30 und 120 mm und/oder eine Gesamtlänge von vorzugweise zwischen 300 und 800 mm, insbesondere zwischen 400 und 600 mm. Ist der Windelbund mit elastischen Streifen des erfindungsgemäßen Laminats versehen, so weisen diese Streifen vorzugsweist eine Länge zwischen 40 und 200 mm, insbesondere zwischen 60 und 180 mm, bevorzugt zwischen 80 und 160 mm auf.
Als elastische Schicht 1 werden im Ausführungsbeispiel Monofolien aus elastischen Polyolefinen eingesetzt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um thermoplastische Polymere. Dabei kommen insbesondere Polypropylen-Polyethylen-Block-Copolymere zum Einsatz, beispielsweis der Typenreihe Exxon Vistamaxx (PP basiert): VM 6102, oder VM6202 oder VM 7810 und/oder der Typenreihe Dow Infuse (PE basiert): Infuse 9507, Infuse 9107.
Erfindungsgemäß sind im Laminat gezielt Verbindungsbereiche 4 eingebracht, die gegenüber den Bereichen 5 eine viel stärkere Bindung zwischen den einzelnen Schichten 1, 2 und 3 des Laminats aufweisen. Die wirkenden Bindungskräfte zwischen den Schichten 1, 2 und 3 sind in den Verbindungsbereichen 4 um mehr als den Faktor 3 vorzugsweise um den Faktor 5 insbesondere um mehr als den Faktor 10 größer als in den Bereichen 5.
In den Verbindungsbereichen 4 ist das Nonwovenmaterial in das schmelzflüssige Material der elastischen Schicht 1 gedrückt, wobei erfindungsgemäß beim Verbindungsvorgang keine Wärme von außen zugeführt wird. Die erfindungsgemäßen Verbindungsbereiche 4 weisen unterschiedlich Zonen 6, 7 auf. In der außenliegenden Zone 6 ist das Vliesmaterial der Nonwovenschicht 2 zwar verdichtet, aber nicht angeschmolzen und/oder nicht vollständig geschmolzen. Es muss in der äußeren Zone 6 nicht zwangsläufig ein formschlüssiger Verbund von erstarrtem elastischem Material und Nonwovenmaterial vorliegen.
In der inneren Zone 7 der Verbindungsbereiche 4 liegt ein formschlüssiger Verbund von erstarrtem elastischem Material und Nonwovenmaterial vor. Dabei muss das Nonwovenmaterial nicht angeschmolzen sein, sondern die Fasern können lediglich in die elastische Schmelze hineingedrückt worden sein, so dass nach der Erstarrung der elastische Schicht 1 ein formschlüssiger Verbund vorliegt. Alternativ können in der inneren Zone 7 zumindest einzelne Faser des Nonwovenmaterials angeschmolzen sein. Es ist auch möglich, dass in der inneren Zone 7 das Nonwovenmaterial vollständig geschmolzen in der elastischen Schmelze vorliegt. In allen Fällen liegt nach einer Erstarrung des elastischen Materials in der inneren Zone 7 ein formschlüssiger Verbund von Nonwovenmaterial und erstarrtem Material der elastischen Schicht 1 vor.
Das in 1 dargestelle Trilaminat wird zwischen einem Walzenpaar miteinander verbunden, bei der mit Blick auf die Zeichnung von oben eine profilierte Walze mit Erhebungen die Nonwovenschicht 2 in die elastische Schicht 1 drückt und von unten eine Gegenwalze mit einer glatten Oberfläche angeordnet ist. Bei der Herstellung des in 1 dargestellten Laminats kommt eine Kühlwalze als Gegenwalze zum Einsatz. Bei der Kühlwalze handelt es sich um eine Stahlwalze. Bei der von oben wirkenden strukturierten Walze handelt es sich um eine nicht gekühlte Walze aus einem gummiartigen Werkstoff.
Die zur Verbindung eingesetzten Walzen werden auf Abstand gefahren. Zwischen der Kühlwalze und der Gummiwalze ist ein fester Abstand eingestellt. Dieser beträgt mindestens 20% der Dicke der drei kombinierten Schichten 1, 2 3.
Den Verbindungsbereichen 4 liegen Verbindungsbereiche 8 gegenüber. Diese werden dadurch geformt, dass sich der Druck der Erhebungen der profilierten Walze, welche die Nonwovenschicht 2 in die elastische Schicht 1 drückt fortpflanzt und somit bei den Verbindungsbereichen 8 die elastische Schicht 1 in die Nonwovenschicht 3 drückt. Dadurch werden innenliegende Zonen 9 gebildet, bei der Nonwovenmaterial formschlüssig in erstarrtem Material der elastischen Schicht 1 vorliegt.
Dabei muss das Nonwovenmaterial nicht angeschmolzen sein, sondern die Fasern können lediglich in die elastische Schmelze hineingedrückt worden sein, so dass nach der Erstarrung der elastische Schicht 1 ein formschlüssiger Verbund vorliegt. Alternativ können in der inneren Zone 9 zumindest einzelne Faser des Nonwovenmaterials angeschmolzen sein. Es ist auch möglich, dass in der inneren Zone 9 das Nonwovenmaterial vollständig geschmolzen in der elastischen Schmelze vorliegt. In allen Fällen liegt nach einer Erstarrung des elastischen Materials in der inneren Zone 9 ein formschlüssiger Verbund von Nonwovenmaterial und erstarrtem Material der elastischen Schicht 1 vor.
Die Verbindungsbereiche 8 weisen zudem eine außenliegende Zone 10 auf, bei der das Vliesmaterial der Nonwovenschicht 3 zwar verdichtet aber nicht angeschmolzen und/oder nicht vollständig geschmolzen vorliegt. Es muss in der äußeren Zone 10 nicht zwangsläufig ein formschlüssiger Verbund von erstarrtem elastischem Material und Nonwovenmaterial vorliegen.
Erfindungsgemäß weist das Windelement zwischen den Verbindungsbereichen 4, 8 Bereiche 11 auf, in denen die Fasern der jeweiligen Nonwovenschicht 2, 3 zum überwiegenden Teil nicht geschmolzen und/oder nicht angeschmolzen vorliegen. Lediglich an der Grenzfläche 5 elastischen Schicht 1 können die Fasern geschmolzen bzw. angeschmolzen sein.
Der Anteil der Bereiche 11 an der Gesamtfläche des Laminats beträgt vorzugsweise mehr als 10 %, insbesondere mehr als 20 %, bevorzugt mehr als 30 % und/oder weniger als 60 %, insbesondere weniger als 50 %, bevorzugt weniger als 40 %.
In den außenliegenden Zonen der Bereiche 11 sind die Fasern der Nonwovenschichten 2, 3 thermisch weitgehend unbeeinflusst, da die Fasern erfindungsgemäß keine thermische Belastung von außen erfahren haben. In den Bereichen 11 liegt lediglich eine mechanische Beeinflussung der Fasern durch das Strecken in Querrichtung beim Aktivierungsschritt vor.
Das Laminat hat vorzugsweise ein spezifisches Flächengewicht von mehr als 10 g/m², insbesondere mehr als 30 g/m², bevorzugt mehr als 40 g/m² und/oder weniger als 400 g/m², insbesondere weniger als 300 g/m², bevorzugt weniger als 200 g/m². Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung liegt das Flächengewicht zwischen 50 und 150 g/m².
Im Ausführungsbespiel sind die Verbindungsbereich 4, 8 und die Nichtverbindungsbereiche 11 streifenförmig ausgeführt, wobei die Streifen quer zur Zugrichtung des Windelelements verlaufen. Die Streifen haben ein Breite zwischen 0,5 mm und 2 mm. Im Ausführungsbeispiel sind die Verbindungsbereiche 4, 8 und die Nichtverbindungsbereiche 11 gleich breit und weisen beide eine Breite von 1,2 mm auf, so dass der Flächenanteil der Verbindungbereiche 4, 8 zu den Nichtverbindungsbereichen 11 gleich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 9622065 [0003]
EP 719533 [0003]
EP 721770 [0003]
WO 9525496 [0003]
EP 3082702 B1 [0012]
EP 2951016 B1 [0013]
DE 10304370 B4 [0014]
EP 0714351 B1 [0015]
EP 1921192 A1 [0016]
EP 2228200 A1 [0017]
EP 2406070 B2 [0018]
WO 2006/024394 A1 [0019]

Claims

Elastisches Windelelement mit einer elastischen Schicht (1) und Außenschichten (2, 3) aus Nonwoven, dadurch gekennzeichnet, dass das Windelelement Verbindungsbereiche (4, 8) der Außenschichten (2, 3) mit der elastischen Schicht (1) aufweist, wobei die Verbindungsbereiche (4, 8) Zonen (7, 9) umfassen, bei denen ein formschlüssiger Verbund von Nonwovenmaterial der Außenschichten (2, 3) und erstarrtem Material der elastischen Schicht (1) vorliegt.
Elastisches Windelelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (4, 8) weniger als 90 %, vorzugsweise weniger als 80 %, insbesondere weniger als 70 % der und/oder mehr als 10 %, vorzugsweise mehr als 20 %, insbesondere mehr als 30 % der Gesamtfläche betragen.
Elastisches Windelelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Verbindungsbereichen (4, 8) Bereiche (11) angeordnet sind, in denen überwiegend kein formschlüssiger Verbund von Nonwovenmaterial und erstarrtem Material der elastischen Schicht (1) vorliegt.
Elastisches Windelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (4, 8) außenliegende Zonen (6, 10) aufweisen, in denen das Nonwovenmaterial der Außenschichten (2, 3) verdichtet aber nicht vollständig geschmolzen und/oder nicht angeschmolzen vorliegt.
Elastisches Windelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenschicht (3) aus einem kardierten Vliesstoff besteht, wobei der Vliesstoff vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 10 bis 40 g/m², insbesondere von 15 bis 25 g/m² aufweist.
Elastisches Windelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenschicht (2) aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff besteht, vorzugsweise aus einem wasserverfestigten Vliesstoff aus Endlosfilamenten, wobei der Vliesstoff vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 10 bis 70 g/m², insbesondere von 15 bis 25 g/m² aufweist.
Elastisches Windelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schicht (2) aus einem Polypropylen-Polyethylen-Block-Copolymer besteht, wobei die elastische Folie vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 10 bis 100 g/m², insbesondere von 20 bis 40 g/m² aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats für elastische Windelelemente mit folgenden Schritten: - Extrusion einer elastischen Folienschicht (1) zwischen zwei Schichten aus Nonwoven (2, 3), - Verbindung der Schichten (1, 2, 3) zu einem Laminat zwischen Walzen, wobei mindestens eine der Walzen Erhebungen aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats nach einem der Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Walzen eine Kühlwalze ist.
Verfahren zur Herstellung eines Laminats nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Nonwoven-Schicht (3) bei einer Aktivierung interne Bondingpunkte zwischen Fasern aufgebrochen werden und/oder die andere Nonwoven-Schicht (2) als funktionelle, kraftaufnehmende Nonwoven-Schicht (2) erhalten bleibt und eine Querorientierung erfährt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen der Walze eine Höhe von mehr als 100 µm, vorzugsweise mehr als 300 µm, insbesondere mehr als 500 µm und/oder weniger als 1,8 mm, vorzugsweise weniger als 1,6 mm, insbesondere weniger als 1,4 mm aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminat in Querrichtung so weit gedehnt wird, dass bei einer Nonwoven-Schicht (3) die Bruchdehnung überschritten wird, vorzugsweise um mehr als 20 % überschritten wird, insbesondere um mehr als 40 % überschritten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminat in Querrichtung derart gedehnt wird, dass bei einer Nonwoven-Schicht (2) die Bruchdehnung nicht erreicht wird.
Verwendung eines nach einem der Ansprüche 8 bis 13 hergestellten Laminats als elastisches Windelelement, insbesondere als Windelohr oder Windelbund.