DE10296874T5

DE10296874T5 - Verbundmaterial mit verbesserter Aufnahme eines Fluids hoher Viskosität

Info

Publication number: DE10296874T5
Application number: DE10296874T
Authority: DE
Inventors: Mary Lucille Delucia; Sandy Chi-Ching Tan
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: US20020182396A1; GB0329228D0; BR0210020A; DE10296874B4; GB2392645A; GB2392645B; KR20040006006A; US6869670B2; WO2002099174A1; KR20090063279A; KR100994853B1; MXPA03010502A

Abstract

Verbundmaterial, das aufweist:
eine erste Schicht, die eine Vielzahl von Öffnungen enthält; und
einen Unteraufbau, der an die erste Schicht angelegt ist, worin der Unteraufbau und die erste Schicht eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial begrenzen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Herkömmliche Lagen, die in absorbierenden Artikeln der persönlichen Hygiene verwendet werden, sind nicht für Fluide hoher Viskosität vorgesehen, die Teilchen enthalten, zum Beispiel Menstruationsflüssigkeit oder flüssige Darmabgänge. Im Ergebnis lecken die herkömmlichen Lagen bzw. Liner, die in absorbierenden Artikeln der persönlichen Hygiene verwendet werden, und tragen zu einer geringen Hautverträglichkeit bei. Viele herkömmliche Lagen absorbieren Wasser von den Fluiden hoher Viskosität. Die herkömmlichen Lagen sind jedoch im Allgemeinen nicht für die Teilchenaufnahme vorgesehen. Im Ergebnis besteht die Neigung, dass die Teilchen, die innerhalb der Fluide hoher Viskosität enthalten sind, sich während der Absorption des Wassers abtrennen und dazu tendieren, auf der Oberfläche der Lage zu verbleiben, wodurch unerwünschte Zwischenwirkungen mit der Haut des Trägers erzeugt werden.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
In Antwort auf die erläuterten Schwierigkeiten und Probleme, die im Stand der Technik gegeben sind, wurde ein Verbundmaterial entdeckt, das zur Verwendung als Lagensystem in absorbierenden Produkten der persönlichen Hygiene zum Unterbringen eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial geeignet ist.
Das Verbundmaterial enthält eine erste Schicht, in geeigneter Weise einen Film, eine Film- und Faserkombination oder ein gesponnenes Material mit einem Basisgewicht bzw. Flächengewicht von ungefähr 0,3 osy bis ungefähr 2,5 osy, und insbesondere ungefähr 0,44 osy bis ungefähr 1,0 osy.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erste Schicht eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen, die sich durch sie hindurch erstrecken, um den Durchgang von Fluiden, z.B. von Fluiden hoher Viskosität, einschließlich der Teilchen, die darin enthalten sind, durch die erste Schicht zu ermöglichen. Bevorzugt hat die erste Schicht, die die Öffnungen ausbildet, eine Ausrichtung in z-Richtung, um Fluidfluss durch die erste Schicht zu lenken und um ein Wiederbenetzen oder einen Fluidfluss zurück durch die erste Schicht zu verhindern. Die erste Schicht kann aus einem hydrophoben Material hergestellt sein, um den Fluidfluss durch die erste Schicht weiterzulenken und die Separation und das Sammeln von Fluid und der Teilchen an einer Oberfläche der ersten Schicht zu verhindern, die ansonsten die Haut des Trägers berühren könnten.
Die Öffnungen können einen Durchmesser von ungefähr 100 μm bis ungefähr 10.000 μm haben und können durch verschiedene, herkömmliche Verfahren, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, dem Stanzen, dem Stiftprägen und dem thermischen Prägen, ausgebildet werden.
Das Verbundmaterial bzw. das zusammengesetzte Material enthält zudem einen Unteraufbau, der an die erste Schicht angelegt ist. Zum Beispiel kann der Unteraufbau mit der ersten Schicht unter Verwendung von thermischem Bonden, Klebbonden und/oder anderen Verbindungstechniken, die im Stand der Technik bestens bekannt sind, verbunden werden. Der Unteraufbau kann gefaltet, gewellt, thermisch ausgebildet oder geprägt sein und hat einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe Nachgiebigkeit, damit er seinen Aufbau während des Verpackens und der Verwendung beibehalten kann.
Bevorzugt ist der Unteraufbau ein dreidimensionales, ungewobenes Material oder eine Materialbahn. Schmelzgeblasene und spinnverbundene, fasrige, ungewobene Materialien arbeiten besonders gut als Materialien, aus denen der Unteraufbau ausgebildet wird. Ein besonders gut geeignetes, spinnverbundenes, ungewobenes Material für den Unteraufbau ist aus spinnverbundenen Mantel/Kern- oder Nebeneinander-Polyethylen/Polypropylen-Bikomponentenfasern hergestellt.
Die erste Schicht und der Unteraufbau begrenzen eine Vielzahl von Hohlräumen zum Ausbilden eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial. In einer Ausführungsform der Erfindung bilden die Hohlräume eine Vielzahl von Fächern aus, die bevorzugt eine im Allgemeinen dreieckige Querschnittsfläche haben, um den Durchgang der Fluide durch das Verbundmaterial unterzubringen. Bevorzugt haben die Fächer eine maximale Höhe von ungefähr 0,1 cm bis ungefähr 2,0 cm und eine maximale Weite von ungefähr 0,1 cm bis ungefähr 2,0 cm.
Das Verbundmaterial kann im Allgemeinen an einen absorbierenden Kern angelegt sein oder mit einem absorbierenden Kern umschlungen sein. Zudem kann das Verbundmaterial an dem absorbierenden Kern angebondet oder mit diesem laminiert sein. Da das hochviskose Fluid durch die erste Schicht in den Unteraufbau fließt, werden die Teilchen von dem Fluid abgetrennt und innerhalb der Hohlräume, die in dem zusammengesetzten Material ausgebildet sind, eingefangen. Das Fluid wird durch den Unteraufbau absorbiert und in dem absorbierenden Kern aufgenommen, um eine Leckage und ein Wiederbenetzen zu verhindern. Eine flüssigkeitsundurchlässige, äußere Abdeckung kann auf der anderen Seite des absorbierenden Kerns (gegenüberliegend zu der Innenlage) angeordnet sein, um eine Wasserabsorption durch den absorbierenden Kern und in die umliegende Umgebung, z.B. in die Kleidung oder in ein Betttuch, zu verhindern.
Unter Berücksichtigung des Vorhergehenden ist es ein Merkmal und ein Vorteil der Erfindung, ein Linersystem zur Verwendung in absorbierenden Produkten der persönlichen Hygiene bereitzustellen, das einen Fluiddurchgang durch das zusammengesetzte Material bzw. Verbundmaterial bereitstellt, einschließlich dem Maskieren von Fluiden hoher Viskosität, die Teilchen enthalten.
Es ist auch ein Merkmal und ein Vorteil der Erfindung, ein Linersystem zur Verwendung in absorbierenden Produkten der persönlichen Hygiene bereitzustellen, worin Fluide absorbiert werden und von den Teilchen, die darin enthalten sind, getrennt werden, wenn die Fluide durch das Linersystem hindurchgehen.
Es ist auch ein Merkmal und ein Vorteil der Erfindung, ein Linersystem zur Verwendung in absorbierenden Produkten der persönlichen Hygiene bereitzustellen, das eine Vielzahl von Hohlräumen zum Aufnehmen und Behandeln von Fluiden hoher Viskosität, die Teilchen enthalten, bereitzustellen.
Definitionen Wie hier verwendet bezieht sich der Ausdruck "Film" auf einen thermoplastischen Film, der unter Verwendung eines Filmextrusions- und/oder Ausbildungsprozesses hergestellt wird, z.B. eines Gießfilm-Extrusionsprozess oder eines Blasfilm-Extrusionsprozess. Der Ausdruck enthält gelochte Filme, geschlitzte Filme und andere poröse Filme, die Flüssigkeitsübertragungsfilme bilden, und auch Filme, die Flüssigkeit nicht übertragen bzw. nicht transportieren. Der Ausdruck enthält auch filmähnliche Materialien, die als offenzellige Schäume existieren.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck "ungewobener Stoff oder ungewobenes Material" ein Material bzw. eine Material bahn, das bzw. die den Aufbau mit einzelnen Fasern oder Fäden hat, die ineinander liegen, aber nicht in einer erkennbaren Art und Weise wie in einem gestrickten Stoff. Ungewobene Stoffe oder Materialbahnen sind aus vielen Prozessen wie zum Beispiel dem Schmelzblasprozess, dem Spinnverbindungsprozess und den bondkardierten Materialprozessen hergestellt worden. Das Flächengewicht der ungewobenen Stoffe wird für gewöhnlich in Unzen des Materials pro Quadratyard (osy) oder Gramm pro Quadratmeter (gsm) ausgedrückt und die nützlichen Faserdurchmesser werden für gewöhnlich in Mikrometer ausgedrückt. (Beachte, dass zur Umwandlung von osy in gsm osy mit 33,91 multipliziert wird) .
Wie hier verwendet bezieht sich der Ausdruck "spinnverbundene Fasern" auf Fasern kleinen Durchmessers, die durch Extrudieren geschmolzenen, thermoplastischen Materials als Filamente oder Fasern von einer Vielzahl von feinen, für gewöhnlich kreisförmigen Düsen eines Spinnwerks ausgebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann schnell reduziert wird, wie zum Beispiel in dem US-Patent 4,340,563 für Appel et al., dem US-Patent 3,692,618 für Dorschner et al., dem US-Patent 3,802,817 für Matsuki et al., dem US-Patent 3,338,992 und dem US-Patent 3,341,394 für Kinney, dem US-Patent 3,502,763 für Hartmann und dem US-Patent 3,542,615 für Dobo et al. Spinnverbundene Fasern sind im Allgemeinen nicht klebrig, wenn sie auf einer Sammeloberfläche abgelagert werden. Spinnverbundene Fasern sind im Allgemeinen kontinuierlich und haben Durchschnittsdurchmesser (aus einer Probe von mindestens 10) größer als 7 μm und genauer zwischen ungefähr 10 und 20 μm. Die Fasern können auch Formen haben, wie jene, die in dem US-Patent 5,277,976 für Hogle et al., dem US-Patent 5,466,410 für Hills und dem US-Patent 5,069,970 und dem US-Patent 5,057,368 für Largman et al. beschrieben sind, die Hybride mit unkonventionellen Formen beschreiben.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck "schmelzgeblasene Fasern" Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen, thermoplastischen Materials durch eine Vielzahl von feinen, im Allgemeinen kreisförmigen Düsen als geschmolzene Fäden oder Filamente in konvergierenden Gasströmen (zum Beispiel Luft) mit hoher Geschwindigkeit für gewöhnlich heiß ausgebildet werden, die die Filamente oder das geschmolzene thermoplastische Material strecken, um ihren Durchmesser zu vermindern, der bis zu einem Mikrofaserdurchmesser sein kann. Die schmelzgeblasenen Fasern werden dann durch den Gasstrom hoher Geschwindigkeit getragen und auf einer Sammeloberfläche bzw. Sammelfläche abgelagert, um eine Materialbahn aus zufällig verteilten, schmelzgeblasenen Fasern ausbilden zu können. Ein solcher Prozess ist zum Beispiel in dem US-Patent 3,849,241 für Butin et al. offenbart. Schmelzgeblasene Fasern sind Mikrofasern, die kontinuierlich oder diskontinuierlich sein können, die im Allgemeinen kleiner als 10 μm im Durchschnittsdurchmesser sind und im Allgemeinen klebrig sind, wenn sie auf der Sammeloberfläche abgelagert werden.
Wie hier verwendet enthält der Ausdruck "Polymer" im Allgemeinen, ist aber nicht darauf beschränkt, Homopolymere, Copolymere, z.B. Block-, Pfropf-, Zufalls- und alternierende Copolymere, Terpolymere usw., und Mischungen und Modifikationen davon. Zudem soll der Ausdruck "Polymer", außer er wird sonstwie spezifisch beschränkt, alle möglichen geometrischen Konfigurationen des Moleküls enthalten. Diese Konfigurationen enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt, isotaktische, syndotaktische und zufällige Symmetrien.
"Bikomponentenfasern" bezieht sich auf Fasern, die aus mindestens zwei Polymeren ausgebildet worden sind, die aus separaten Extrudern extrudiert werden, aber zusammengesponnen werden, um eine Faser ausbilden zu können. Die Polymere werden in im Wesentlichen konstant angeordneten, getrennten bzw. unterschied lichen Zonen entlang des Querschnitts der Bikomponentenfasern angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der Länge der Bikomponentenfasern. Der Aufbau einer solchen Bikomponentenfaser kann zum Beispiel eine Mantel/Kernanordnung sein, worin ein Polymer durch einen anderen umgeben ist, oder kann eine Nebeneinander-Anordnung oder eine "Inseln-im-Meer"-Anordnung sein. Zweikomponentenfasern werden in dem US-Patent 5,108,820 für Kaneko et al., dem US-Patent 5,336,552 für Strack et al. und dem Europäischen Patent 0586924 gelehrt. Für Zweikomponentenfasern können die Polymere in Verhältnissen von 75/25, 50/50, 25/75 oder in irgendwelchen anderen, gewünschten Verhältnissen vorhanden sein.
Wie hier verwendet bezieht sich der Ausdruck "Zweibestandteilsfasern" auf Fasern, die aus mindestens zwei Polymeren ausgebildet worden sind, die von dem gleichen Extruder als eine Mischung extrudiert werden. Zweibestandteilsfasern haben nicht die verschiedenen Polymerkomponenten, die in relativ konstanten angeordneten, getrennten Zonen entlang der Querschnittsfläche der Faser angeordnet sind, und die verschiedenen Polymere sind für gewöhnlich auch nicht entlang der Gesamtlänge der Faser kontinuierlich, sondern bilden typischerweise vielmehr Fibrillen oder Protofibrillen aus, die zufällig beginnen und enden. Zweibestandteilsfasern werden manchmal auch als Multibestandteilsfasern bezeichnet. Fasern dieses allgemeinen Typs werden zum Beispiel durch die US-Patente 5,108,827 und 5,294,482 an Gessner gelehrt.
Wie hier verwendet bezieht sich der Ausdruck "bondkardiertes Material" auf Materialien bzw. Materialbahnen, die aus Spinnfasern bzw. Stapelfasern hergestellt werden, die durch eine Kombinier- oder Kardiereinheit gesendet werden, die die Spinnfasern in der Maschinenrichtung auseinander brechen und ausrichten, um ein im Allgemeinen in Maschinenrichtung ausgerichtetes, fasriges, ungewobenes Material ausbilden zu können.
Diese Fasern werden für gewöhnlich in Ballen gekauft, die in einem Aufnehmer angeordnet werden, der die Fasern vor der Kardiereinheit trennt. Sobald die Materialbahn bzw. das Material ausgebildet worden ist, wird es dann durch mindestens ein Bondverfahren von mehreren, bekannten Bondverfahren verbunden. Ein solches Bondverfahren ist Pulverbonden, worin ein pulveriger Kleber durch die Materialbahn verteilt und dann aktiviert wird, für gewöhnlich durch Erwärmen des Materials und des Klebers mit heißer Luft. Ein weiteres geeignetes Bondverfahren ist Musterbonden, worin erwärmte Glättungswalzen oder eine Ultraschallbondausrüstung verwendet werden, um die Fasern miteinander für gewöhnlich in einem örtlich begrenzten Bondmuster verbinden zu können, obwohl die Materialbahn bzw. das Material auch über seine gesamte Oberfläche gebondet werden kann, wenn dies gewünscht wird. Ein weiteres geeignetes und gut bekanntes Bondverfahren, insbesondere, wenn Zweikomponentenspinnfasern verwendet werden, ist das Bonden durch Luft bzw. Durchluftbonden.
Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "persönliches Hygieneprodukt bzw. Versorgungsprodukt" oder "absorbierendes Produkt für persönliche Hygiene bzw. Versorgung" feminine Hygieneprodukte, Windeln, Trainingshosen, absorbierende Unterhosen, Erwachsenen-Inkontinenzprodukte, Wischtücher, Wundversorgungsprodukte, einschließlich Bandagen und Ähnliches.
Wie hier verwendet beschreibt der Ausdruck "thermoplastisch" ein Material, das weich wird, wenn es Wärme ausgesetzt wird, und das im Wesentlichen in einen nicht-weichen Zustand zurückkehrt, wenn es auf Raumtemperatur gekühlt wird.
Diese Ausdrücke können mit zusätzlicher Sprache in den verbleibenden Abschnitte der Spezifikation definiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen, Verbundmaterials, das einen Unteraufbau hat, der an einer ersten Schicht angelegt ist, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht eines exemplarischen, absorbierenden Produkts für persönliche Hygiene mit einem Verbundmaterial in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung;
3 ist eine schematische Seitenansicht eines Typs einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unteraufbaus, der, wenn er an eine erste Schicht angelegt ist, eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen eines Durchgangs für Fluide durch das zusammengesetzte Material definiert, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ist eine schematische Seitenansicht eines Typs einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unteraufbaus, der, wenn er an eine erste Schicht angelegt ist, eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen eines Durchgangs für Fluide durch das zusammengesetzte Material definiert, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundmaterial 10, das zur Verwendung als ein Liner- bzw. Lagensystem in absorbierenden Produkten für die persönliche Hygiene zum Aufnehmen bzw. Erzeugen eines Durchgangs für Fluide durch das Verbundmaterial 10 geeignet ist, in 1 und 2 gezeigt. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verbundmaterial 10 insbe sondere zum Maskieren, Abdecken bzw. Aufnehmen von Fluiden hoher Viskosität geeignet, die Teilchen enthalten. Obwohl Bezugnahmen, die hier gemacht werden, auf absorbierende Produkte für persönliche Hygiene gelenkt sind, ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass das Verbundmaterial in Übereinstimmung mit der Erfindung für Artikel oder Produkte verwendet werden kann, die nicht absorbierende Produkte für persönliche Hygiene sind. Diese Artikel oder Produkte enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Stoffe zum Zuführen von Fluiden, Abstandsschichten, Befestigungen, Filtermedien für Flüssigkeits- und Luftfilterungsanwendungen, Gesichtsmasken, Wischtücher und Ähnliches. Zum Beispiel Stoffe, die eine Creme oder eine Seife abgeben, Wischtücher, die mit reinigenden Mitteln imprägniert sind, Reinigungsprodukte, die Material von der Oberfläche, die gereinigt wird wegkratzen und abführen, und andere Produkte, deren Funktion von der Porosität und der Oberflächengestaltung abhängen.
Das Verbundmaterial 10 der Erfindung enthält eine erste Schicht 20, z.B. eine thermoplastische Innenlage. Die erste Schicht 20 ist auf einer äußeren Abdeckung 46 und einem absorbierenden Kern 44 (2) liegend gezeigt und kann, aber muss nicht, die gleichen Abmessungen wie die äußere Abdeckung 46 oder der absorbierende Kern 44 haben. Die erste Schicht 20 ist bevorzugt nachgiebig, weich anfühlend und nicht-reizend für die Haut des Trägers. Zudem kann die erste Schicht 20 weniger hydrophil als der absorbierende Kern 44 sein, um dem Träger eine relativ trockene Oberfläche bereitzustellen und um zu ermöglichen, dass Flüssigkeit vollständig durch ihre Dicke hindurchgehen kann. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Schicht 20 eine schrumpfbare, erste Schicht mit einem Flächengewicht von ungefähr 0,3 osy bis ungefähr 2,5 osy und insbesondere von 0,44 osy bis ungefähr 1,0 osy. Die schrumpfbare erste Schicht 20 kann erwärmt werden, um das Verbundmaterial 10, wie unten stehend beschrieben, herzustellen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die für die Trennung und das Auffangen von flüssigem Darmabgang und für die Menstruationsbehandlung und -aufnahme geeignet ist, enthält die erste Schicht 20 eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 22. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, enthält mindestens ein Abschnitt der ersten Schicht 20 die Öffnungen 22, die sich durch die erste Schicht 20 erstrecken, um den Durchgang der Fluide mit hoher Viskosität einschließlich der Teilchen, die darin enthalten sein können, durch die erste Schicht 20 zu ermöglichen. Bevorzugt hat die erste Schicht 20, die die Öffnungen 22 ausbildet, eine Ausrichtung in z-Richtung, um den Fluidfluss durch die erste Schicht 20 lenken zu können und ein Wiederbenetzen oder einen Fluidfluss zurück durch die erste Schicht 20 verhindern zu können. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Schicht 20 hydrophob, um den Fluidfluss durch die erste Schicht 20 weiter verstärkt lenken zu können und die Separation und das Sammeln des Fluids und/oder der Teilchen an einer Oberfläche der ersten Schicht 20 zu verhindern, die die Haut des Trägers berührt.
Die Öffnungen 22 können einen Durchmesser von 100 Mikrometer bis ungefähr 10.000 Mikrometer haben und können durch mehrere herkömmliche Verfahren ausgebildet werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, dem Stanzen, dem Stiftprägen und dem thermischen Prägen.
Die mit Öffnungen versehene, erste Schicht 20 kann aus einer breiten Auswahl von Stoffmaterialien hergestellt werden, wie zum Beispiel synthetischen Fasern (z.B. Polyester oder Propylenfasern), natürlichen Fasern (z.B. Holz oder Baumwollfasern), einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern, porösen Schäumen, netzförmigen Schäumen, Kunststofffilmen oder Ähnlichen. Verschiedene gewobene und ungewobene Stoffe können für die mit Öffnungen versehene, erste Schicht 20 verwendet werden. Zum Beispiel kann die mit Öffnungen versehene erste Schicht 20 aus einem schmelzgeblasenen oder spinnverbundenen Material aus Polyolefinfasern zusammengesetzt sein. Die mit Öffnungen versehene, erste Schicht 20 kann auch ein bondkardiertes Material sein, das aus natürlichen und/oder synthetischen Fasern zusammengesetzt ist. Die erste Schicht 20 kann aus einem im Wesentlichen hydrophoben Material zusammengesetzt sein und das hydrophobe Material kann optional mit einem oberflächenaktiven Mittel behandelt sein oder sonstwie verarbeitet sein, um einen gewünschten Grad an Benetzbarkeit und hydrophiler Eigenschaft erzeugen zu können. Zum Beispiel kann das Material oberflächenbehandelt werden mit ungefähr 0,10 Gewichtsprozent bis ungefähr 0,50 Gewichtsprozent, und bevorzugter von ungefähr 0,20 Gewichtsprozent bis ungefähr 0,40 Gewichtsprozent eines oberflächenaktiven Mittels, das käuflich von der Cognis Corp. of Ambler, PA erhältlich ist und in Cincinnati, OH unter dem Markennamen GLUCOPON hergestellt wird. Weitere geeignete, oberflächenaktive Mittel bzw. Tenside können auch verwendet werden. Das oberflächenaktive Mittel kann durch ein herkömmliches Mittel, wie zum Beispiel Sprayen, Drucken, Bürstenbeschichten oder Ähnlichem, aufgetragen werden. Das oberflächenaktive Mittel kann auf die gesamte, erste Schicht 20 aufgetragen werden oder kann selektiv auf bestimmte Abschnitte der ersten Schicht 20 aufgetragen werden, wie zum Beispiel dem Mittenabschnitt entlang der Zentrallängslinie.
Eine geeignete, flüssigkeitsdurchlässige, geöffnete, erste Schicht 20 ist ein ungewobenes Bikomponentenmaterial mit einem Flächengewicht von ungefähr 1 bis ungefähr 100 Gramm pro Quadratmeter (gsm), geeigneterweise von ungefähr 20 bis ungefähr 40 gsm und noch geeigneter von ungefähr 27 gsm. Das ungewobene Bikomponentenmaterial kann ein spinnverbundenes Bikomponentenmaterial oder ein bondkardiertes Bikomponentenmaterial sein. Geeignete Bikomponentenfasern enthalten eine Polyethylen/Polypropylen-Bikomponentenfaser, die von der CHISSO Corpo ration, Osaka, Japan erhältlich ist. In dieser speziellen Bikomponentenfaser bildet das Polypropylen den Kern und das Polyethylen bildet den Mantel der Faser. Bevorzugt hat die Bikomponentenfaser einen Prozentsatz an Polymerkomponenten in dem Bereich von ungefähr 10–90% Polyethylen/90–10% Polypropylen, bevorzugter ungefähr 25–75% Polyethylen/75–25% Polypropylen und am bevorzugtesten ungefähr 40–60% Polyethylen/60–40% Polypropylen. Weitere Faserausrichtungen sind möglich, wie zum Beispiel vielkeulig, nebeneinander, Ende-zu-Ende oder Ähnliche. Obwohl die äußere Abdeckung 46 und die erste Schicht 20 elastomere Materialien enthalten können, kann es in einigen Ausführungsformen des zusammengesetzten Aufbaus erwünscht sein, dass er im Allgemeinen unelastisch ist, wobei die äußere Abdeckung 46, die erste Schicht 20 und der absorbierende Kern 44 Materialien enthalten, die im Allgemeinen nicht elastomerisch sind.
Die erste Schicht 20 kann aus irgendeinem geeigneten filmausbildenden, thermoplastischen Polymer ausgebildet sein. Beispiele von geeigneten Polymeren enthalten ohne Beschränkung Polyethylen, Polypropylen, Copolymere von im Wesentlichen Ethylen und C₃-C₁₂-α-Olefinen (allgemein bekannt als lineares Polyethylen niedriger Dichte), Copolymere von hauptsächlich Propylen mit Ethylen und/oder C₉-C₁₂-α-Olefinen und flexible Polyolefine, die Polymere auf Propylenbasis enthalten mit sowohl ataktischen als auch isotaktischen Propylengruppen in der Hauptpolypropylenkette. Weitere geeignete Polymere enthalten ohne Beschränkung Elastomere, z.B. Polyurethane, Copolyetherester, Polyamid-Polyether-Blockcopolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Blockcopolymere mit der allgemeinen Formel A-B-A' oder A-B, zum Beispiel Copoly-(Styrol/Ethylen-Butylen), Styrol-Poly-(Ethylen-Propylen)-Styrol, Styrol-Poly-(Ethylen-Butylen)-Styrol, Polystyrol/Poly(Ethylen-Butylen)/Polystyrol, Poly(Styrol/Ethylen-Butylen/Styrol) und Ähnliches. Metallocenkatalysierte Polyolefine sind auch nützlich, einschließlich jener, die in den US-Patenten 5,571,619 ; 5,322,728 und 5,272,236 beschrieben sind, wobei die Offenbarungen davon hier durch Bezugnahme eingeschlossen werden.
Das Verbundmaterial 10 enthält weiterhin einen Unteraufbau 30, der an die erste Schicht 20 angelegt ist. Der Unteraufbau 30 kann gefaltet, gewellt, wärmeausgebildet oder geprägt sein und hat einen hohen Modul bzw. Elastizitätsmodul und eine hohe Nachgiebigkeit bzw. Elastizität, damit er seinen Aufbau während des Packens und der Verwendung aufrechterhalten kann. Der Unteraufbau 30 kann mit der ersten Schicht 20 laminiert oder mit dieser unter Verwendung von thermischem Bonden, Klebebonden und/oder anderen Bondtechniken verbunden sein, die im Stand der Technik bestens bekannt sind. Thermisches Punktbonden oder Klebstoffspiralbonden werden bevorzugt, da diese Bondverfahren den Unteraufbau 30 nicht beschädigen. Der Unteraufbau 30 hat bevorzugt ein Flächengewicht von ungefähr 0,2 osy bis ungefähr 2,0 osy, bevorzugter von ungefähr 0,3 osy bis ungefähr 1,5 osy.
Bevorzugt ist der Unteraufbau 30 ein dreidimensionales, ungewobenes Material oder eine ungewobene Stoffbahn. Schmelzgeblasene oder spinnverbundene, faserige, ungewobene Materialien arbeiten besonders gut als Materialien, aus denen der Unteraufbau 30 hergestellt ist. Wie vorstehend erläutert, werden schmelzgeblasene Materialien aus Fasern hergestellt, die durch Extrudieren eines geschmolzenen, thermoplastischen Materials durch eine Vielzahl von feinen, für gewöhnlich kreisförmigen Spinndüsen als geschmolzene Fäden oder Filamente in einem erwärmten Luftstrom hoher Geschwindigkeit ausgebildet werden, der die Filamente aus geschmolzenem, thermoplastischem Material dünner macht, um ihre Durchmesser zu reduzieren. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern durch den Gasstrom hoher Geschwindigkeit getragen und auf einer Sammelfläche abgela gert, um eine Materialbahn aus ungleichmäßig bzw. zufällig verteilten, schmelzgeblasenen Fasern ausbilden zu können.
Wie vorstehend erläutert wurde, werden spinnverbundene, ungewobene Materialien aus Fasern hergestellt, die durch Extrudieren eines geschmolzenen, thermoplastischen Materials als Filamente aus einer Vielzahl von feinen, für gewöhnlich kreisförmigen Kapillaren bzw. Düsen in einem Spinnwerk ausgebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann schnell reduziert wird, z.B. durch nicht-eduzierende oder eduzierende, fluidziehende oder andere gut bekannte Spinnbondmechanismen. Ein gut geeignetes spinnverbundenes, ungewobenes Material für den Unteraufbau 30 ist aus spinnverbundenen Mantel/Kern- oder Nebeneinander-Polyethylen/Polypropylen-Bikomponentenfasern hergestellt.
Die erste Schicht 20 und der Unteraufbau 30 definieren bzw. begrenzen eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial 10. In einer Ausführungsform der Erfindung bildet die Vielzahl von Hohlräumen 40 eine Vielzahl von Fächern 41 aus, die zum Einfangen von Teilchen geeignet sind, die innerhalb der Fluide hoher Viskosität enthalten sind, die durch die Öffnungen 22 in der ersten Schicht 20 hindurchgehen. Bevorzugt haben die Fächer 41 eine im Allgemeinen dreieckige Querschnittsfläche und stellen bevorzugt ausreichend Hohlraumvolumen bereit, um die Teilchen, die innerhalb der Fluide mit hoher Viskosität enthalten sind, aufzunehmen. Bevorzugt haben die Fächer 41 eine maximale Höhe von ungefähr 0,1 cm bis ungefähr 2,0 cm. "Die maximale Höhe" bezieht sich auf den Abstand, der von der Spitze bzw. dem Scheitel zu dem Boden bzw. der Basis oder Grundfläche des Faches 41 gemessen wird, worin die Basis des Faches 41 als der Abstand von einem Bondpunkt oder einer Bondlinie des Unteraufbaus 30 mit der ersten Schicht 20 zu einem benachbarten Bondpunkt oder einer Bondlinie definiert ist. Das Fach 41 hat be vorzugt eine maximale Weite von ungefähr 0,1 cm bis ungefähr 2,0 cm. "Maximale Weite" bezieht sich auf den Abstand, der von einem Bondpunkt oder einer Bondlinie des Unteraufbaus 30 mit der ersten Schicht 20 zu einem benachbarten Bondpunkt oder einer benachbarten Linie gemessen wird, d.h. der Länge der Basis.
Der Unteraufbau 30 mit dem Aufbau und der Vielzahl von Hohlräumen 40, die durch den Unteraufbau 30 und die erste Schicht 20 definiert werden, können durch mehrere unterschiedliche Verfahren erzeugt werden. Zum Beispiel umfasst ein erstes Verfahren zum Erzeugen des Unteraufbaus 30 das Kreppen einer ungewobenen Materialbahn, wie in 3 gezeigt ist. Die ungewobene Materialbahn kann irgendein Typ von thermoplastischem, ungewobenem Material sein. Zum Beispiel kann die ungewobene Materialbahn ein spinnverbundenes Material, ein schmelzgeblasenes Material, ein bondkardiertes Material oder eine Kombination sein, die eines oder alle der vorstehenden Materialien enthält. Bevorzugt ist die Materialbahn eine spinnverbundene Materialbahn. Eine breite Varietät von thermoplastischen Polymermaterialien kann verwendet werden, um die ungewobene Materialbahn herzustellen. Beispielhafte Polymermaterialien enthalten ohne Beschränkung Polypropylen, Polyethylen (hoher und niedriger Dichte), Ethylen-Copolymere mit C₃-C₂₀-α-Olefinen, Propylen-Copolymere mit Ethylen oder C₄-C₂₀-α-Olefinen, Buten-Copolymere mit Ethylen, Propylen oder C₅-C₂₀-α-Olefinen, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyamide, Polyfluorkohlenstoffe, Polyurethan, Polystyrol, Polyvinylalkohol, Caprolactame und Cellulose- und Acrylsäureharze. Bikomponentenaufweisende und zweibestandteilaufweisende thermoplastische Materialien können auch verwendet werden und auch Materialien, die Mischungen aus einem oder mehreren der vorstehend aufgelisteten, thermoplastischen Polymere enthalten. Das Material kann ein Flächenge wicht von ungefähr 0,2–2,0 Unzen pro Quadratyard (osy) vor dem Kreppen haben, und bevorzugt von ungefähr 0,3–1,5 osy.
Am Anfang des Kreppvorgangs wird eine ungewobene Materialbahn 52 von einer Vorratsrolle 48 abgewickelt. Die ungewobene Materialbahn 52 wird einer ersten Kreppstation 54, einer zweiten Kreppstation oder beiden zugeführt.
Wie in 3 gezeigt ist, wird eine erste Seite 53 der Materialbahn 52 unter Verwendung der ersten Kreppstation 54 gekreppt. Die erste Kreppstation 54 enthält eine erste Druckstation, die eine untere, strukturierte oder glatte Druckwalze 55, eine obere, glatte Gegenwalze 56 und ein Rollen- oder Walzenbad 58 hat, und auch eine Trocknungstrommel 60 und eine zugeordnete Krepp- oder Stauchklinge 62 hat.
Die Walzen 55 und 56 nehmen die Materialbahn 52 auf und führen sie nach vorne. Da sich die Walzen 55 und 56 drehen, taucht die strukturierte oder glatte Druckwalze 55 in das Bad 58 ein, das ein Klebstoffmaterial enthält, und trägt das Klebstoffmaterial auf die erste Seite 53 der Materialbahn 52 mit einer teilweisen Deckung an einer Vielzahl von beabstandeten, entfernten Stellen oder in einer Gesamtdeckung auf. Die mit Klebstoff beschichtete Materialbahn 52 wird dann um die Trocknungstrommel 60 geführt, worauf die mit Klebstoff beschichtete Oberfläche 53 auf der Trocknungstrommel 60 klebt. Die erste Seite 53 der Materialbahn 52 wird dann gekreppt (d.h. von der Trommel angehoben und gebogen) unter Verwendung der Kreppklinge 62.
Eine zweite Seite 65 der Materialbahn 52 kann unter Verwendung einer zweiten Kreppstation 64 gekreppt werden, die gleich oder ähnlich der ersten Kreppstation 54 ist, unabhängig davon, ob die erste Kreppstation 54 umgangen wurde oder nicht. Die zweite Kreppstation 64 enthält eine zweite Druckstation ein schließlich einer unteren, strukturierten oder glatten Druckwalze 67, einer oberen, glatten Gegenwalze 68 und eines Druckbades 70 und enthält auch eine Trocknungstrommel 72 und eine zugehörige Kreppklinge 74.
Die Walzen 67 und 68 nehmen die Materialbahn 52 auf und führen sie nach vorne. Da sich die Walzen 67 und 68 drehen, taucht die strukturierte oder glatte Druckwalze 67 in das Bad 70 ein, das ein Klebstoffmaterial enthält, und trägt das Klebstoffmaterial auf die zweite Seite 65 der Materialbahn 52 mit einer teilweisen Deckung oder bei einer Vielzahl von beabstandeten, entfernten Stellen oder in einer Gesamtdeckung auf. Die mit Klebstoff beschichtete Materialbahn 52 wird dann um die Trocknungstrommel 72 geführt, worauf die klebstoffbeschichtete Oberfläche 65 auf der Trocknungstrommel 72 festklebt. Die zweite Seite 65 der Materialbahn 52 wird dann gekreppt (d.h. von der Trommel abgehoben und gebogen) unter Verwendung der Kreppklinge 74.
Nach dem Kreppen kann die ungewobene Materialbahn 52 durch eine Abkühlstation 76 hindurchgehen und auf eine Speicherwalze 78 gewickelt werden. Der Grad des Kreppens wird durch die Oberflächengeschwindigkeit der Speicherwalze 78 relativ zu der Oberflächengeschwindigkeit der Krepptrommel 72 beeinflusst. Die Oberflächengeschwindigkeit der Speicherwalze 78 ist langsamer als die Oberflächengeschwindigkeit der Krepptrommel 72 und die Differenz zwischen den beiden Geschwindigkeiten beeinflusst den Grad des Kreppens. Der Grad des Kreppens ist ein Maß des Kreppens und wird gemäß der nachfolgenden Gleichung berechnet:
worin S_d die Oberflächengeschwindigkeit der Krepptrommel und S_s die Oberflächengeschwindigkeit der Speicherwalze ist. Der Grad des Kreppens sollte im Allgemeinen ungefähr 5–75% sein, bevorzugter ungefähr 15–60% und am bevorzugtesten ungefähr 25–50% sein.
Eine große Varietät von Klebstoffbondmaterialien kann verwendet werden, um die Fasern der Materialbahn 52 an den Stellen der Klebstoffauftragung zu verstärken und um temporär die Materialbahn 52 an der Oberfläche der Trocknungstrommel 60 und/oder 72 festzukleben. Elastomere Klebstoffe (d.h. Materialien, die zu einer Streckung von mindestens 75% ohne Reißen fähig sind) sind besonders geeignet. Geeignete Materialien enthalten ohne Beschränkung Styrolbutadien-Klebstoffe auf wässeriger Basis, Neopren, Polyvinylchlorid, Vinyl-Copolymere, Polyamide und Ethylenvinyl-Terpolymere. Das vorliegend bevorzugte Klebstoffmaterial ist eine Acrylpolymeremulsion, die von der B.F. Goodrich Company unter dem Markennamen HYCAR^® verkauft wird. Der Klebstoff kann unter Verwendung der Drucktechnik, die vorstehend beschrieben wurde, aufgetragen werden oder in Alternative durch Schmelzblasen, Schmelzsprayen, Tropfen, Spritzen oder irgendeine andere Technik aufgetragen werden, die eine teilweise Klebstoffdeckung oder eine gesamte Klebstoffdeckung auf der thermoplastischen, ungewobenen Materialbahn 52 ausbilden kann.
Das Kreppen der ungewobenen Materialbahn 52 findet primär in den gebondeten Flächen der ursprünglichen ("rohen"), ungewobenen Materialbahn 52 statt, entsprechend dem Bondmuster der ungewobenen Materialbahn. Als Ergebnis des Kreppens werden die verbundenen Bereiche aus der Ebene derart herausgebogen, dass ein permanentes Kreppen der Materialbahn 52 verursacht wird, und die Ausbildung von Bereichen mit Filamentschlaufen in den nicht-gebondeten Bereichen wechselt sich mit den gekreppten, gebondeten Bereichen (dazwischenliegend) ab.
Die sich ergebende, gekreppte, ungewobene Materialbahn 52 hat eine niedrige Dichte, eine hohe Durchlässigkeit, eine ausgezeichnete Oberflächen- und Hauptmassenweichheit, wiedergewinnbare Dehnungseigenschaften, eine Oberflächentopologie und eine permanente Faserausrichtung aus der Ebene heraus. Der Unteraufbau 30, der durch Kreppen der ungewobenen Materialbahn 52 erzeugt wird, wird mit der ersten Schicht 20 laminiert, um eine Vielzahl von Hohlräumen 40 erzeugen zu können.
Wie in 4 gezeigt ist, beginnt ein zweites Verfahren zum Herstellen der Hohlräume 40 mit dem Transportieren und Zuführen eines Basismaterials 80 bzw. Rohmaterials auf einer ersten sich bewegenden Oberfläche 82 in einem abgegrenzten Raum, der durch einen Nipspalt 83 bzw. Walzenspalt begrenzt wird, der zwischen der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 und der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84 ausgebildet ist. Eine Coformeinheit 86 zum Hinzufügen zusätzlichen Materials zu dem Basismaterial 80 ist neben einem Auslass einer Faserverteilungseinheit 88 angebracht.
Die erste sich bewegende Oberfläche 82 bewegt sich in der Richtung des Pfeiles 81 mit einer gegebenen Geschwindigkeit. Das Basismaterial 80 wird auf die erste sich bewegende Oberfläche 82 durch ein Herunterhaltevakuum 90 heruntergehalten. Wenn das Basismaterial 80 durch den Nipspalt 83 hindurchgeht, wird das Basismaterial 80 zu der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84, die sich in eine Richtung bewegt, die durch einen Pfeil 85 angegeben ist, mittels eines positiven Luftdrucks von einer Aufblasbox 92, die unterhalb der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 angeordnet ist, und einem Transfervakuum 94 transportiert, das unterhalb der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84 angeordnet ist. Die zweite sich bewegende Oberfläche 84 bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die langsamer als die Geschwindigkeit der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 ist. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfin dung ist die Geschwindigkeit der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 in einem Bereich von ungefähr 1,25 mal bis ungefähr 7 mal schneller als die Geschwindigkeit der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84.
Die begrenzende Eigenschaft des Nipspalts 83 ist derart, dass, wenn das Basismaterial 80 in den Nipspalt 83 eintritt und mit einer niedrigeren, langsameren Geschwindigkeit durch die zweite sich bewegende Oberfläche 84 mitgenommen wird, sich das Basismaterial 80 in dem Nipspalt anhäuft, was verursacht, dass die Fasern sich anhäufen und in einen z-Richtungsversatz umsetzen, bis sich das Volumen des Nipspalts 83 gefüllt hat. Genauer erfährt das Basismaterial 80 eine Verlangsamung an dem Nipspalt 83, weshalb sich das Basismaterial 80 in der z-Richtung bewegt, bis es an der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84 anschlägt und durch diese entfernt wird. Im Ergebnis weist der Unteraufbau 30, der aus dem Nipspalt 83 austritt, mindestens eine Oberfläche und normalerweise beide Oberflächen mit Erhebungen oder Spitzen auf, wie in 4 gezeigt ist.
Obwohl dieses Verfahren zum Herstellen von Filmen mit Erhebungen und gefalteten Geweben geeignet ist, ist dieses Verfahren insbesondere zum Herstellen von überwiegend offenen, ungewobenen Materialbahnen oder ungewobenen Materialbahnen niedriger Dichte aus kontinuierlichen Fasern mit Komponenten in z-Richtung geeignet. Genauer ist der Unteraufbau 30, der in Übereinstimmung mit diesen Verfahren hergestellt wird, eine ungewobene Materialbahn, die eine Vielzahl von im wesentlichen kontinuierlichen Fasern mit einer z-Richtungsausrichtung aufweist und die die Hohlräume 40 ausbildet.
Die im Wesentlichen kontinuierlichen Fasern werden bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt, die aus homofilamenten Fasern, Bikomponentenfasern, Zweibestandteilsfasern und Kombinationen davon besteht. Die im wesentlichen kontinuierlichen Fasern sind bevorzugt mit Polymeren ausgebildet, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyester, Polycarbonaten, Polystyrolen, thermoplastischen Elastomeren, Fluorpolymeren, Vinylpolymeren und Mischungen und Copolymeren davon besteht.
Geeignete Polyolefine enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und Ähnliches; geeignete Polyamide enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 10, Nylon 12 und Ähnliches; und geeignete Polyester enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Ähnliche. Besonders geeignete Polymere zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Polyolefine, die Polyethylen, zum Beispiel lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte und Mischungen davon enthalten; Polypropylen; Polybutylen und Copolymere und auch Mischungen davon. Zusätzlich können die geeigneten Polymere zur Faserausbildung thermoplastische Elastomere haben, die darin gemischt sind. Zudem können Spinnfasern bzw. Stapelfasern in der ungewobenen Materialbahn als Binder bzw. Bindemittel verwendet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung werden Bikomponenten-Nebeneinander-Polyethylen/Polypropylenpolymere verwendet.
Um eine Stabilität des Produktmaterials bereitstellen zu können, wird die ungewobene Materialbahn entweder durch Anwendung eines Klebstoffs aus dem Klebstoffsystem 96 oder durch thermisches Bonden, z.B. durch Durchluftbonden, einen Kalender oder Ähnliches oder mittels eines Heißluftmessers 98 gebondet. Ein Heißluftmesser 100 wird verwendet, um die einzelne Polymerfasern an verschiedenen Stellen derart zu bonden, dass die Materialbahn eine größere Festigkeit und eine größere strukturelle Einheitlichkeit bzw. Beständigkeit für nachfolgende Behandlungen hat, z.B. den Durchgang durch eine Luftbond(TAB)-Einheit 104. Ein herkömmliches Heißluftmesser enthält ein Rohr bzw. einen Dorn mit einem Schlitz, der einen Strom heißer Luft auf die Oberfläche der ungewobenen Materialbahn bläst. Diese Heißluftmesser werden zum Beispiel durch das US-Patent 5,707,468 für Arnold et al. gelehrt.
Wie in 4 gezeigt ist, wird das Basismaterial 80 aus im wesentlichen kontinuierlichen Fasern auf die erste sich bewegende Oberfläche 82 von einer Faserverteilungseinheit 88 aus zugeführt. Es ist jedoch Fachleuten offenbar, dass bestimmte Basismaterialfasern direkt auf der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 ausgebildet werden können oder von vorher bewickelten Spulen oder Ähnlichem abgewickelt werden können.
Geeignete Basismaterialien können aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus spinnverbundenen, schmelzverbundenen, spinnverbundenen-schmelzverbundenen-spinnverbundenen Laminaten, Coform, Spinnbond-Film-Spinnbond Laminaten, Bikomponentenspinnbond, Bikomponenten-schmelzgeblasenes, Zweibestandteilsspinnbond-Material, zweibestandteilsschmelzgeblasenem Material, superabsorbierendes Material und Kombinationen davon besteht.
Die Eigenschaften des Materials, das in Übereinstimmung mit diesem Verfahren hergestellt wird, kann durch Variieren zum Beispiel der Verfahrenselemente wie die Nipspaltgeometrie, einschließlich des vertikalen Abstands zwischen der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 und der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84 und auch dem Grad der Überlappung zwischen der ersten sich bewegenden Oberfläche 82 und der zweiten sich bewegenden Oberfläche 84, der Vakuumfestigkeit und Anordnung, des Bondmechanismus und der Geschwindigkeiten des Materials, das in den Nipspalt 83 eintritt oder ihn verlässt, variiert werden. Die Art der Faser kann natürlich einen Einfluss auf den Aufbau der hergestellten Materialbahn haben. Ein zweites Material 101 kann in den Nipspalt 83 von der Abwicklung her eingeführt werden, die durch das Bezugszeichen 102 angegeben ist.
Ein drittes Verfahren zum Herstellen der Hohlräume 40 umfasst das ständige Zurückziehen der ersten Schicht 20 nach der Laminierung des Unteraufbaus 30 auf der ersten Schicht 20. Das Verbundmaterial 10 wird durch Bonden des Unteraufbaus 30 auf der schrumpfbare, ersten Schicht 20 ausgebildet, z.B. eine Innenlage bzw. ein Liner, die aus einem Polymer oder einer Polymermischung mit einem Schrumpfpunkt hergestellt wird, der niedriger als der Schrumpfpunkt des Polymers oder der Polymermischung des Unteraufbaus 30 ist. Das zusammengesetzte Material 10 wird dann auf eine Temperatur entsprechend dem Schrumpfpunkt der ersten Schicht 20 erwärmt, wodurch verursacht wird, dass die erste Schicht 20 schrumpft. Diese Schrumpfung ergibt eine Anhäufung des Unteraufbaus 30 wodurch die Hohlräume 40 erzeugt werden, die durch den Unteraufbau 30 und die erste Schicht 20 begrenzt werden.
Ein viertes Verfahren zum Herstellen der Hohlräume 40 umfasst eine Differenzschrumpfung eines schmelzgesponnenen Materials mit Fasern, die aus einem Polymer mit unterschiedlichen Eigenschaften oder aus zwei unterschiedlichen Polymeren zusammengesetzt sind, von denen einer einen niedrigeren Schrumpfpunkt als der andere Polymer hat. Abwechselnde Reihen aus Polymervorräten werden verwendet, um eine schmelzgesponnene Materialbahn herzustellen, die Fasern aus einer ausgeprägten Polymerzusammensetzung enthält. Die Polymere können derart ausgewählt werden, dass die differenziale Schrumpfung, die durch die Polymereigenschaften angeboten wird, ausgenutzt werden kann. Zum Beispiel werden ein Polyethylen-Copolymer und ein Polypropylen schmelzgesponnen, um eine Materialbahn auszubilden. Das Material bzw. die Materialbahn wird nachfolgend durch Einführen von Wärme in die Materialbahn geschrumpft. Herkömmliche Mittel zum Einführen von Wärme können verwendet werden, einschließ lich, aber nicht darauf beschränkt, einer Heißluftpistole, eines Konvektionsofens oder eines Durchluftbonders. Der Polyethylen-Copolymer, der typischerweise einen weicheren Stoff als das Polypropylen ergibt, schrumpft bei einer niedrigeren Schrumpftemperatur als das Polypropylen. Als ein Ergebnis des Anlegens von Wärme an den Unteraufbau 30 kräuselt sich das Polypropylen, da das Copolymer schrumpft, um die Hohlräume 40 herstellen zu können.
Ein fünftes Verfahren zum Herstellen der Hohlräume 40 umfasst das thermische Falten einer ungewobenen Materialbahn, bevorzugt einer ungewobenen Spinnbondmaterialbahn, durch eine gerillte Walze. Eine thermoplastische, ungewobene Materialbahn wird durch einen Drucknipspalt hindurchgeschickt. In einer Ausführungsform der Erfindung kann das thermoplastische, ungewobene Material vorgeheizt werden. Eine Prägewalze berührt eine untere Oberfläche der Materialbahn und wärmt sie auf eine Temperatur auf, die größer als die Schmelztemperatur der thermoplastischen Fasern ist. Eine zweite Walze berührt eine obere Oberfläche der Materialbahn. Wenn die Materialbahn durch den Drucknipspalt hindurchgeht, wird die Materialbahn mit einem Muster geprägt, um autogene, thermische Bondverbindungen auszubilden, die sich durch die Materialbahn erstrecken. Die autogene, gebondete Materialbahn wird dann durch Pressen der gebondeten Materialbahn gegen eine angetriebene, gerillte Walze gekreppt, die die Materialbahn gegen ein Rückhalteteil bewegt. Die sich ergebende, strukturierte oder dreidimensionale Materialbahn bildet den Unteraufbau 30, der mit der ersten Schicht 20 verbunden wird, wodurch die Hohlräume 40 des Verbundmaterials 10 begrenzt werden.
Wie in 2 gezeigt ist, wird in einer Ausführungsform der Erfindung das Verbundmaterial 10 an dem absorbierenden Kern 44 angebondet oder mit diesem laminiert, der zwischen dem Verbundmaterial 10 und der äußeren Abdeckung 46 angeordnet ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung bewegt sich ein Fluid hoher Viskosität durch die erste Schicht 20 in den Unteraufbau 30, worin Teilchen, die in dem Fluid enthalten sind, von dem Fluid getrennt werden und innerhalb der Hohlräume 40 eingefangen werden, die in dem Verbundmaterial 10 ausgebildet sind. Das Fluid wird durch den Unteraufbau 30 absorbiert und weiter in dem absorbierenden Kern 44, um eine Leckage und ein Wiederbenetzen zu reduzieren.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie in 2 gezeigt ist, befindet sich der absorbierende Kern 44 zwischen der äußeren Abdeckung 46 und der ersten Schicht 20. Der absorbierende Kern 44 kann mit der äußeren Abdeckung 40 und/oder der ersten Schicht 20 durch irgendein geeignetes Mittel vereinigt sein, zum Beispiel durch Klebstoffe, wie es im Stand der Technik bestens bekannt ist. Der absorbierende Kern 44 kann irgendeinen geeigneten Aufbau haben, der im Allgemeinen kompressibel, anpassend und absorptionsfähig ist und Flüssigkeiten und bestimmte Körperausstoßungen zurückhält.
Der absorbierende Kern 44 kann mit einer großen Varietät von Größen und Formen und aus einer großen Varietät von flüssigkeitsabsorbierenden Materialien hergestellt werden, die allgemein im Stand der Technik verwendet werden. Zum Beispiel kann der absorbierende Kern 44 geeigneterweise eine Matrix aus hydrophilen Fasern enthalten, z.B. eine Materialbahn aus Celluloseflaum bzw. -flocken, die mit Teilchen aus einem hochabsorbierenden Material gemischt sind, das allgemein als superabsorbierendes Material bekannt ist. In einer bestimmten Ausführungsform enthält der absorbierende Kern 44 eine Matrix aus Celluloseflaum, z.B. Holzzellstoffflaum, und superabsorbierende, hydrogel-bildende Teilchen. Der Holzzellstoffflaum kann durch synthetische, polymere, schmelzgeblasene Fasern oder durch eine Kombination aus schmelzgeblasenen Fasern und natürlichen Fasern ausgetauscht werden. Die superabsorbierenden Teilchen können im wesentlichen homogen mit den hydrophilen Fasern gemischt sein oder können gleichmäßig oder können ungleichmäßig gemischt sein. Der Flaum und die superabsorbierenden Teilchen können auch selektiv in gewünschten Zonen des absorbierenden Kerns 44 angeordnet sein, um besser Körperausscheidungen aufnehmen und absorbieren zu können. Die Konzentration der superabsorbierenden Teilchen kann auch durch die Dicke des absorbierenden Kerns 44 hindurch variieren. In Alternative kann der absorbierende Kern 44 ein Laminat aus faserigen Materialbahnen und einem superabsorbierendem Material oder anderen geeigneten Mitteln zum Aufrechterhalten eines superabsorbierenden Materials in einem begrenzten Bereich enthalten.
Geeignete superabsorbierende Materialien können ausgewählt werden aus natürlichen, synthetischen und modifizierten natürlichen Polymeren und Materialien. Die superabsorbierenden Materialien können anorganische Materialien, z.B. Silicagels, oder organische Verbindungen wie zum Beispiel vernetzte Polymere sein. Geeignete superabsorbierende Materialien sind von verschiedenen wirtschaftlichen Verkäufern, z.B. der Dow Chemical Company, die in Midland, Michigan, USA angesiedelt ist, und der Stockhausen GmbH & Co. KG, D-47805 Krefeld, Bundesrepublik Deutschland, erhältlich. Tyischerweise ist ein superabsorbierendes Material in der Lage, mindestens ungefähr 15-mal sein Gewicht in Wasser zu absorbieren und bevorzugt kann es mehr als 25-mal sein Gewicht in Wasser absorbieren.
In einer Ausführungsform ist der absorbierende Kern 44 im Allgemeinen rechteckförmig und enthält eine Mischung aus Holzfeststoffflaum und superabsorbierendem Material. Ein bevorzugter Typ des Flaums wird mit der Handelsbezeichnung CR1654 angegeben, der von der Kimberly-Clark Corporation, Neenah, Wisconsin, USA, erhältlich ist und der ein gebleichter, hochabsorbierender Sulfatholzfaserstoff ist, der hauptsächlich wei che Holzfasern enthält. Als allgemeine Regel ist das superabsorbierende Material in dem absorbierenden Kern 44 in einer Menge von ungefähr 5 bis ungefähr 90 Gewichtsprozent auf der Basis des Totalgewichts des absorbierenden Kerns 44 vorhanden. Der absorbierende Kern 44 hat geeignet eine Dichte innerhalb des Bereichs von ungefähr 0,10 bis ungefähr 0,35 Gramm pro Kubikzentimeter. Der absorbierende Kern 44 kann oder kann nicht mit einer geeigneten Stoffhülle eingehüllt oder eingeschlossen sein, die die Unversehrtheit und/oder die Form der absorbierenden Vorrichtung aufrechterhält.
Die äußere Abdeckung 46 enthält wie gewünscht ein Material, das im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig ist, und kann elastisch, dehnbar oder nicht-dehnbar sein. Die äußere Abdeckung 46 kann eine einzelne Schicht aus flüssigkeitsundurchlässigem Material sein, enthält aber bevorzugt einen vielschichtigen Laminataufbau, in dem mindestens eine der Schichten flüssigkeitsundurchlässig ist. Zum Beispiel kann die äußere Abdeckung 46 eine flüssigkeitsdurchlässige äußere Schicht und eine flüssigkeitsundurchlässige innere Schicht enthalten, die geeignet miteinander durch einen Laminatklebstoff (nicht gezeigt) vereinigt sind. Geeignete Laminatklebstoffe, die kontinuierlich oder portionsweise als Kügelchen, als Spray, als parallele Wirbel oder Ähnliches aufgetragen werden können, können von der Findley Adhesives, Inc., von Wauwatosa, Wisconsin, USA oder von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, New Jersey, USA, erhalten werden. Die flüssigkeitsdurchlässige, äußere Schicht kann irgendein geeignetes Material sein und kann bevorzugt ein Material sein, das eine im Allgemeinen kleidungsähnliche Oberfläche bzw. Struktur hat. Ein Beispiel für ein solches Material ist ein spinnverbundene, ungewobene Polypropylen-Materialbahn mit einem Flächengewicht von ungefähr 1 bis 100 gsm, das geeignet ungefähr 10 bis ungefähr 30 gsm und noch weiter geeignet ungefähr 20 gsm hat. Die äußere Schicht kann auch aus jenen Materialien hergestellt sein, aus denen die erste Schicht 20 hergestellt ist. Obwohl es nicht notwendig ist, dass die äußere Schicht flüssigkeitsdurchlässig ist, wird es gewünscht, dass sie eine relativ kleidungsähnliche Struktur dem Träger bereitstellt.
Die innere Schicht der äußeren Abdeckung 46 kann sowohl flüssigkeits- als auch dampfundurchlässig sein oder kann flüssigkeitsundurchlässig und dampfdurchlässig sein. Die innere Schicht wird bevorzugt aus einem dünnen Kunststofffilm hergestellt, obwohl andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien auch verwendet werden können. Die innere Schicht oder die flüssigkeitsundurchlässige, äußere Abdeckung 46, wenn sie eine einzelne Schicht ist, verhindern, dass verschmutzendes Material Artikel, z.B. Betttücher und Kleidung, und auch den Träger und die pflegende Person benetzt. Ein geeigneter flüssigkeitsundurchlässiger Film zur Verwendung als flüssigkeitsundurchlässige, innere Schicht oder eine flüssigkeitsundurchlässige, äußere Einzelschicht-Abdeckung 46 ist ein Polyethylenfilm mit einer Dicke von ungefähr 0,2 bis ungefähr 2,0 mil, bevorzugt ungefähr 1,0 mil. Wenn die äußere Abdeckung 46 eine Einzelschicht aus Material ist, kann sie geprägt und/oder matt oberflächenbehandelt werden, um ein eher kleidungsähnliches Erscheinungsbild bereitstellen zu können. Wie vorher erwähnt worden ist, kann das flüssigkeitsundurchlässige Material Dämpfen ermöglichen, dass sie aus dem Inneren des absorbierenden Einwegartikels entweichen können, während noch verhindert wird, dass Flüssigkeiten durch die äußere Abdeckung 46 hindurchgehen. Ein geeignetes "atmungsaktives" Material besteht aus einem mikroporösem Polymerfilm oder einem ungewobenen Stoff, das beschichtet oder sonstwie behandelt worden ist, um einen gewünschten Grad der Flüssigkeitsundurchlässigkeit erzeugen zu können. Ein geeigneter mikroporöser Film ist ein PMP-1-Filmmaterial, das kommerziell von der Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., Tokyo, Japan erhältlich ist, oder ein XKO-8044- Polyolefinfilm, der kommerziell von der 3M Company, Minneapolis, Minnesota erhältlich ist.
Während die Erfindung im Detail mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist es für Fachleute klar, dass man sich durch das Erhalten eines Verständnisses des Vorhergehenden leicht Alternativen und Variationen und Äquivalente dieser Ausführungsformen ausdenken kann. Dementsprechend sollte der Bereich der vorliegenden Erfindung als Bereich der angehängten Ansprüche und irgendwelcher ihrer Äquivalente betrachtet werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Linersystem zur Verwendung in absorbierenden Produkten der persönlichen Hygiene hat ein Verbundmaterial, das einen Unteraufbau enthält, der an eine erste Schicht angelegt ist. Die erste Schicht und der Unteraufbau begrenzen eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen einer Passage für Fluide durch das Verbundmaterial. In einer Ausführungsform gehen Fluide hoher Viskosität, einschließlich der Partikel, die darin enthalten sind, durch eine Vielzahl von Öffnungen in der ersten Schicht hindurch. Die Hohlräume, die durch die erste Schicht und die Unterstruktur begrenzt sind, fangen die Teilchen ein, um eine Passage der Fluide durch das Verbundmaterial unterbringen zu können.

Claims

Verbundmaterial, das aufweist: eine erste Schicht, die eine Vielzahl von Öffnungen enthält; und einen Unteraufbau, der an die erste Schicht angelegt ist, worin der Unteraufbau und die erste Schicht eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial begrenzen.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht einen Film aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht einen Film und eine Faserkombination aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht ein spinnverbundenes Material aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht ein hydrophobes Material aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht eine Vielzahl von Öffnungen mit einem Durchmesser von ungefähr 100 Mikrometer bis ungefähr 10.000 Mikrometer enthält.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht ein Flächengewicht von ungefähr 0,3 osy bis ungefähr 2,5 osy hat.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin die erste Schicht ein Flächengewicht von ungefähr 0,44 osy bis ungefähr 1,0 osy hat.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin der Unteraufbau ein dreidimensionales, ungewobenes Material aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin der Unteraufbau ein Spinnbondmaterial aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin der Unteraufbau ein Schmelzspinnmaterial aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin der Unteraufbau gefaltet, gewellt, durch Wärme ausgebildet oder geprägt sein kann.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, worin der Unteraufbau mit der ersten Schicht durch ein Punktbonden, durch ein Klebstoffbonden oder durch ein Spiralbonden verbunden ist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, das ein absorbierendes Produkt persönlicher Hygiene aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, das eine Abstandsschicht, eine Befestigung, ein Filtermedium, einen Luftfilter, einen Flüssigkeitsfilter, eine Gesichtsmaske oder ein Wischtuch aufweist.
Verbundmaterial, das aufweist: eine erste Schicht, die eine Vielzahl von Öffnungen enthält; und einen Unteraufbau, der mit der ersten Schicht verbunden ist, worin der Unteraufbau und die erste Schicht eine Vielzahl von Fächern zum Unterbringen eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial begrenzen.
Verbundmaterial nach Anspruch 16, worin die Fächer einen im Allgemeinen dreieckigen Querschnitt haben.
Verbundmaterial nach Anspruch 16, worin jedes Fach eine Höhe von ungefähr 0,1 cm bis ungefähr 2,0 cm hat.
Verbundmaterial nach Anspruch 16, worin jedes Fach eine Weite von ungefähr 0,1 cm bis ungefähr 2,0 cm hat.
Verbundmaterial, das aufweist: eine Linerlage, die eine Vielzahl von Öffnungen hat; und einen Unteraufbau, der an die Linerlage angelegt ist, worin der Unteraufbau und die Linerlage eine Vielzahl von Hohlräumen zum Unterbringen eines Durchgangs von Fluiden durch das Verbundmaterial begrenzen.
Verbundmaterial nach Anspruch 20, das weiterhin aufweist: eine äußere Abdeckung, die mit der Linerlage verbunden ist; und einen absorbierenden Kern, der zwischen der äußeren Abdeckung und der Linerlage angeordnet ist.
Verbundmaterial nach Anspruch 20, worin der Unteraufbau gefaltet ist.
Feminines Hygieneprodukt, das das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.
Wundversorgungsprodukt, das das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.
Windel, die das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.
Übungshose, die das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.
Schwimmkleidung, die das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.
Absorbierende Unterhose, die das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.
Erwachsenen-Inkontinenzartikel, der das Verbundmaterial von Anspruch 20 aufweist.