DE19919397A1

DE19919397A1 - Hygieneprodukt, insbesondere Inkontinenzartikel

Info

Publication number: DE19919397A1
Application number: DE19919397A
Authority: DE
Inventors: Werner Wagner
Original assignee: HCD Hygienic Composites Development GmbH
Current assignee: Advanced Design Concepts GmbH
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-02
Also published as: EP1189561A1; WO2000066056A1; AU4753100A

Abstract

Hygieneprodukt, insbesondere Inkontinenzartikel, mit einem wasserdurchlässigen Topsheet (30) und einem wasserundurchlässigen Backsheet (20), zwischen denen eine absorbierende Schicht angeordnet ist. Topsheet und Backsheet sind im wesentlichen aus demselben Material hergestellt, nämlich aus einer ein- oder mehrschichtigen Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff, mit einem auf wenigstens einer Seite befindlichen Faserflor aus einer flächengesponnenen Faseranordnung, die integriert aus dem oberflächlich liegenden Material der Folie herausgearbeitet wurde, wobei die für das Topsheet verwendete Folie mit unterhalb des Faserflors liegenden Perforationen, die eine Durchdringung der Folie durch Wasser und wäßrige Lösungen aufgrund von Kapillarkräften und/oder normalem Fließverhalten erlauben, versehen ist, die für das Backsheet verwendete Folie jedoch diese Perforationen nicht aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hygieneprodukt, insbesondere In kontinenzartikel, mit einem wasserdurchlässigen Topsheet und einem wasserundurchlässigen Backsheet, zwischen denen eine absorbierende Schicht angeordnet ist.

Hygieneprodukte, wie Einmal-Windeln, Damenbinden und derglei chen, weisen, wie bekannt, ein Topsheet und ein Backsheet auf, zwischen denen eine absorbierende Schicht aus Zellstoff und einem Superabsorber angeordnet ist. Dabei ist das Tops heet, das im körpernahen Bereich liegt, so ausgestattet, daß es wasserdurchlässig ist, so daß diese Schicht die Körper flüssigkeiten, insbesondere Urin, hindurchlassen kann, wäh rend das Backsheet vollkommen wasserundurchlässig ist.

Derartige Hygieneprodukte werden in großer Zahl hergestellt. Die Herstellungsgeschwindigkeit ist dabei von großer Bedeu tung. Dabei erweist sich als nachteilig, daß für eine Produk tionsänderung verschiedene Vliessstoffe oder Folienarten ins besondere für Topsheet und Backsheet verwendet werden müssen.

Darüber hinaus stellt man heute an ein funktionierendes Tops heet- als auch Backsheet-Material die Forderung nach einer textilen Anmutung, d. h. die beiden Folien-Systeme müssen textilartig sein, sie sollen auf ihrer Oberfläche einen fei nen Faserflor tragen. Eine Kombinationsfolie, bei der eine vorgefertigte Folie mit einem Vliesstoff kaschiert wird, en det eine derartige textile Anmutung. Jedoch ist die Herstel lung kompliziert und sehr teuer. Eine derartige kaschierte Folien weist außerdem keinen textilen Griff auf.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Hygieneprodukt, insbe sondere einen Inkontinenzartikel, wie Einmal-Babywindeln, Da menbinden oder dergleichen in der Herstellung zu vereinfachen und zu rationalisieren und in dabei den Produkten neben ihren funktionalen Eigenschaften auch noch denen textilen Griff zu geben.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Hygieneprodukt, insbeson dere einem Inkontinenzartikel der eingangs genannten Art, bei dem Topsheet und Backsheet im wesentlichen aus demselben Ma terial hergestellt sind, nämlich aus einer ein- oder mehr schichtigen Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff, mit einem auf wenigstens einer Seite befindlichen Faserflor aus einer flächengesponnenen Faseranordnung, die integriert aus dem oberflächig liegenden Material der Folie herausgearbeitet wurde, wobei die für das Topsheet verwendete Folie mit inner halb des Faserflors liegenden Perforationen, die eine Durch dringung der Folie durch Wasser und wäßrige Lösungen aufgrund von Kapillarkräften und/oder normalem Fließverhalten erlau ben, versehen ist, die für das Backsheet verwendete Folie je doch diese Perforationen nicht aufweist.

Der besondere Vorteil der vorgenannten Anordnung liegt darin, daß bei einem On-Line-Verfahren keine unterschiedlichen Foli en für das Topsheet und das Backsheet bereitgehalten werden müssen, sondern als Backsheet-Folie eine praktisch unbehan delte Folie verwendbar ist, während die Topsheet-Folie mit entsprechenden Perforationen versehen werden muß.

Das Herstellungsverfahren der eigentlichen Folie, die für das Produkt erforderlich ist, ist einer älteren Anmeldung des An melders zu entnehmen. (Aktenzeichen: 198 43 109.0). Das Ver fahren umfaßt folgende Verfahrensschritte:

- ein thermoplastisches Kunststoffmaterial wird in geschmol zenem Zustand oder in Form einer Folie auf eine in ihrer Temperatur einstellbare, gegenüber der erwünschten Struktur als Negativstruktur (Matrix) ausgearbeitete Oberfläche mit gegenüber dem Kunststoffmaterial geringer Adhäsionsneigung und mit zahlreichen feinen Kavitäten in Form von Sackboh rungen aufgebracht und wenigstens im Kontaktbereich mit der Oberfläche auf Schmelztemperatur gehalten,
- durch Druck auf das Kunststoffmaterial wird in dieses in die Kavitäten unter Kompression des in den Kavitäten vor handenen Restvolumens eingedrückt, so daß die Matrix ge füllt wird, die Kavitäten jedoch vom thermoplastischen Kunststoffmaterial nur teilweise ausgefüllt werden,
- das verformte thermoplastische Kunststoffmaterial wird - noch auf der Oberfläche liegend - durch Abkühlung zum Er starren gebracht, wobei es auf der mit der Oberfläche in Kontakt gebrachten Seite die entsprechende Flächenstruktur annimmt,
- der Druck auf das Kunststoffmaterial wird aufgehoben, wo durch in die im Inneren der Kavitäten komprimierte Luft das Kunststoffmaterial wenigstens teilweise heraus drückt,
- das erstarrte Kunststoffmaterial wird von der Oberfläche als strukturierte Folie abgezogen, wobei das in die Kavitä ten eingebrachte und aus diesen heraus gezogene thermopla stischen Material einen aus Vorsprüngen und Noppen beste henden Flor bildet,
- die den Flor bildenden Vorsprünge werden durch Kämmen, Bür sten, Rakeln und/oder Scherquetschen gereckt und dabei im Mittel die Länge der Vorsprünge des Flors um wenigstens das Zweifache der Ursprungslänge vergrößert und ein auf wenig stens einer Seite faserartig strukturiertes Halbzeug ge schaffen, bei dem die Vorsprünge zu Haarfasern gelängt sind.

Als Material für die Folie eignen sich Polyolefine oder Copo lymere, bei dem wenigstens einer der Polymere ein Polyolefin ist. Auch können andere thermoplastische Kunststoffe, wie Po lyamide, wie Polyvinylalkohole, Polyester, Polyätherester oder Polyesteramide zur Produktion eingesetzt werden.

Als vorteilhaft haben sich Folienoberfläche mit 2000 bis 12.000 einzelnen Härchen erwiesen, wobei vorzugsweise die Härchen einen Durchmesser von 20 bis 80 µm und eine Länge von 80 bis 800 µm aufweisen sollten.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläu tert. Die als Grundlage dienende Zeichnung zeigt in ihren Fi guren:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Inkontinenzarti kel in Draufsicht, teilweise geschnitten;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Topsheet- Folie und eine Backsheet-Folie im Vergleich.

Beispiel 1

Eine LDPE-Folie mit einer Dicke von 100 µm wird auf einer be heizten Walze mit einer Temperatur von 120 bis 150°C, die mit Kavitäten versehen ist, mit Noppen versehen, und zwar in ei ner Dichte von 3000 Noppen/cm². Mit Hilfe von Bürstenwalzen werden auf der Folienoberfläche aus den Noppen Härchen gezo gen, die einen mittleren Durchmesser von 40 µm und eine Länge von 80 bis 500 µm haben. Der sich daraus ergebende Flor ist auf der einen Seite vorhanden und gibt der Folie auf dieser Seite eine vliesartige Oberfläche. Das Verfahren richtet sich im wesentlichen nach der in der Patentanmeldung 198 43 109 beschriebenen Arbeitsweise. Die Offenbarung dieser Entgegen haltung wird voll in Anspruch genommen.

Zur Herstellung einer Einmal-Windel 100 (vgl. Fig. 1), wird, wie bekannt, eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Außenschicht, hier als Backsheet 20 bezeichnet, benötigt. Die auf dem Körper aufliegende Schicht wird als Topsheet 30 be zeichnet. Letzere ist flüssigkeitsdurchlässig. Zwischen den Folien 20 und 30 befindet sich eine Absorptionsschicht 40. An den Außenrändern sind Top- und Backsheet 30 und 20 miteinan der verbunden, so daß die Absorptionsschicht nach Art eines Kissens zwischen diesen Folien eingeschlossen ist. Weiterhin sind Halteteile 36 und Stabilitätsteile 60 und 62 vorhanden.

Top- und Backsheet bestehen aus derselben vorbeschriebenen Folie, jedoch ist die Topsheetfolie unmittelbar vor der Her stellung des Inkontinenzartikels mit Hilfe einer Stachelwalze mit zahlreichen feinen Perforationen 1 versehen, die etwa ei nen mittleren Durchmesser von 2 mm und eine Dichte von 15 Perforationen/cm² bei gleichmäßiger Verteilung haben, so daß die Härchen, die sich auf der Außenseite des Topsheets befin den, die Flüssigkeit zunächst aufnehmen und zu den Perfora tionen leiten, unter denen unmittelbar die Absorptionmasse liegt, so daß aufgrund der Kapillarkräfte die Flüssigkeit in das Kissen hineinwandert.

Die für das Backsheet verwendete Folie ist die gleiche Folie wie für das Topsheet, jedoch ohne die Perforationen.

Die Unterschiede sind in schematischer Weise in Fig. 2 dar gestellt, bei der auf der linken Seite eine Folie mit Perfo rationen und auf der rechten Seite eine gleiche Folie ohne Perforationen dargestellt ist.

Beispiel 2

Auf einer Zweiextruderanlage wird eine Mehrschichtfolie mit einer Stärke von 60 µm erzeugt, wobei die leichter verformba re Oberschicht der Folie einer Stärke von 30 µm und die Trä gerschicht einer Stärke von ebenfalls 30 µm aufweist. Für die Oberschicht wird ein Gemisch aus zwei Polymeren unterschied licher Dichte herangezogen. Es handelte sich um zwei nach dem Metallocen-Verfahren hergestellte HDDPE-Produkte, die unter dem Markennamen Insite-PE-Plastomer von der DOW-Chemie ange boten werden.

Bei den vorgenannten Polymeren wird eine Mischung aus 30 Tei len Affinity HM 1250 mit einem Schmelzindex von 30 und eine Dichte von 0,885 g/cm³ verwendet.

Für die Trägerschicht wird ein HDDPE eingesetzt, das einen Schmelzindex von 1 und eine Dichte von 0,916 aufweist und das unter der Bezeichnung Elite 5400 von DOW Chemical zu beziehen ist.

Der Folie werden zusätzlich Gleitmittel, Pigmente, Stabilisa toren und Trennmittel in einem Gehalt bis zu 10 Gewichtspro zent beigefügt. Die Folie wird nach dem sogenannten Chill roll-Verfahren hergestellt. Die Folie und wird anschließend einem Prägesystem, bestehend aus einer Matrixwalze und einer Gummiwalze, zugeführt und im Prägespalt umgeformt.

Dabei besteht die Matrixwalze aus Stahl und besitzt 1000 bis 4000 Sacklöcher pro cm². Die Sacklöcher haben einen Durchmesser von 60 µm und eine Tiefe von 400 µm. Die Gummi walze besteht aus einem Stahlwalzen-Kern, der mit einem Man tel aus temperatur-unempfindlichem Fluorkautschuk versehen ist. Die Matrixwalze wird auf 140°C gebracht. Die Gummiwalze wird gekühlt. Nachdem die Polyethylen-Folie durch den Walzen spalt hindurch gelaufen ist, sind durch Umformung 3000 Noppen pro cm² entstanden. Aus den Noppen werden durch das bereits beschriebene Quetsch-Scherdruck-Verlängerungsverfahren feine Fasern mit mehr als der doppelten Länge der Noppen gezogen. Nach Durchführung des Verfahrens erhält man eine textilartige Folie, wie sie für ein Backsheet und in perforierter Ausfüh rung für ein Topsheet benötigt wird.

Beispiel 3

Eine Polypropylen-Folie mit einer Dicke von 60 µm und einem Schmelzbereich von etwa 180°C wird mit einer Polypropylen- Polyethylen-Copolymer-Folie der Dicke 80 µm und einer größe ren Steifigkeit als der erstgenannten Folie zusammenka schiert. Die härtere Folie wird dazu in bekannter Weise durch Schlitzdüsen-Extruder hergestellt und von einer Vorratsrolle abgezogen, während die weichere Folie unmittelbar in schmelz flüssigem Zustand von einem Extruder über eine Breitschlitz düse auf eine Walze aufgebracht wird. Die Walze ist mit Kavi täten versehen, die auf der weicheren Folie Noppen mit einer Noppendichte von 5000 Noppen/cm² erzeugen. Gleichzeitig wird die steifere Folie mit an die Walze herangeführt und mit der weicheren Folie zu einer Zweischichtfolie kaschiert.

Mit Hilfe von Bürstenwalzen und Rakeln, wie sie in der deut schen Patentanmeldung 198 43 109 beschrieben sind, werden Härchen mit einer Länge von 80 bis 100 µm erzeugt, die einen Durchmesser zwischen 10 bis 60 µm haben.

Aus der Folie wird eine dünne, superabsorbierende Damenbinde hergestellt, in der eine dünne Zellstoff-Superabsorber- Schicht zwischen zwei Folien kissenartig gehalten wird. Das Topsheet, also die Folie, die im körpernahen Bereich liegt, wird mit feinen Perforationen des Durchmessers 7 µm bei einer Dichte von 100 Perforationen/cm², die mit Hilfe eines Lasers eingebracht werden, versehen. Das Backsheet ist ohne diese genannten Perforationen eingesetzt worden.

Beispiel 4

Die mit einer velourartigen Oberfläche versehene Folie wird einer speziellen Prägeperforation unterworfen. Hierzu dient ein Werkzeug, das aus einer Nadelwalze mit etwa 15,4 Nadeln pro cm² mit einem Nadel-Durchmesser von 2 mm und einer frei stehenden, arbeitenden Spitze von 5,5 mm Länge und einer Ge genwalze, die als Matrixwalze ausgebildet ist, arbeitet. Als Matrixwalze dient eine Stahlwalze, die gekühlt und erwärmt werden kann. Die Stahlwalze besitzt einen Mantel aus Fluor kautschuk. Die Oberfläche aus Fluorkautschuk ist etwa 5 mm dick. In die Fluorkautschuk-Schicht werden mit einem lei stungsfähigen Laser Bohrungen eingebracht. In diese vorhande nen Bohrungen greifen die Nadeln der Nadelwalze ein. Die Ma trixwalze besitzt ebenfalls 15,4 Bohrungen pro cm². Bei ge schlossenem Werkzeug laufen die Nadeln im Matrixteil entspre chend einer Evolventenkurve.

Die Matrixbohrungen weisen eine Öffnung von 1,9 mm auf und haben eine Tiefe von 2 mm. Die Perforation erfolgt in Form von Matrix-Patrix-Prägungen oder Perforationen. Die Nadeln stoßen die Folie in die gegenüberliegenden Öffnungen, ver strecken dabei die Folie bis zum Bruch und öffnen die Folie schließlich. Dabei findet bei einer Nadelwalzentemperatur von 60°C eine dauerbeständige Ausformung, das heißt Streckung, der Folie statt.

Die perforierte Folie behält dabei die feine Faserstruktur an ihrer Oberfläche. Gleichzeitig nimmt sie die durch die Nadel streckung gebildete dreidimensionale Form an.

Es entsteht die gewünschte, velourartige Folie, die kegel stumpfartige Vertiefungen zeigt, die am Ende geöffnet sind. Auf diese Weise resultiert ein gut geeignetes Coverstock- oder Topsheet-Material.

Die Oberfläche der Folie ist textilartig weich im Griff, die auftreffende Flüssigkeit wird in die kegelartigen Vertiefun gen gedrängt und durch die Öffnungen den darunter liegenden Saugschichten zugeführt.

Das Zurückkommen der Flüssigkeit an die Oberfläche, auch "re- wetting" genannt, wird durch die feinen ventilartigen Öffnun gen an den Kegelspitzen der Folie verhindert. Die Umformung bzw. Perforierung der Velourfolie erfolgt bei etwa 60°C, da es bei dieser Temperatur weder zu einer unerwünschten Verän derung der Folie selbst noch zu einer Zerstörung der feinen Velourfasern kommt.

Die Perforationen können sowohl verkleinert als auch vergrö ßert werden und funktional oder ästhetisch so angeordnet wer den, wie dies im bestimmten Fall erwünscht ist.

Aus den beiden Folien, das heißt aus der mit Velour versehe nen Backsheet-Ausführung und aus der mit der Perforationsprä gung versehenen Topsheet-Folie, wird eine dünne, superabsor bierende Damenbinde hergestellt, bei der eine dünne Zell stoff-Superabsorber-Schicht zwischen den beiden Folien kis senartig gehalten wird. Dabei hat das Topsheet, also die Fo lie, die im körpernahen Bereich liegt, feine Perforationen eines Durchmessers von 2 mm und eine Dichte von 14 bis 16 Perforationen/cm². Als Backsheet kann die Velourfolie ohne die genannten Perforationen herangezogen werden.

Claims

1. Hygieneprodukt, insbesondere Inkontinenzartikel, mit ei nem wasserdurchlässigen Topsheet (30) und einem wasserun durchlässigen Backsheet (20), zwischen denen eine absor bierende Schicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Topsheet und Backsheet im wesentlichen aus dem selben Material hergestellt sind, nämlich aus einer ein- oder mehrschichtigen Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff, mit einem auf wenigstens einer Seite befind lichen Faserflor aus einer flächengesponnenen Faseranord nung, die integriert aus dem oberflächlich liegenden Ma terial der Folie herausgearbeitet wurde, wobei die für das Topsheet verwendete Folie mit unterhalb des Faser flors liegenden Perforationen (1), die eine Durchdringung der Folie durch Wasser und wäßrige Lösungen aufgrund von Kapillarkräften und/oder normalem Fließverhalten erlau ben, versehen ist, die für das Backsheet verwendete Folie jedoch diese Perforationen nicht aufweist.

2. Hygieneprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus einem Polyolefin oder einem Copolymer, bei dem wenigstens einer der Polymere ein Polyolefin ist, besteht.

3. Hygieneprodukt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Produktes Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyvinylalkohol, Polyester, Polyätherester oder Polyesteramid ist.

4. Hygieneprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro cm² Folienoberfläche 2.000 bis 12.000 einzelne Härchen (2) auf den Faserflor bilden.

5. Hygieneprodukt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Härchen einen Durchmesser von 20 bis 80 µm und eine Länge von 80 bis 800 µm aufweisen.

6. Verfahren zum Perforieren von velourartigen Folien zur Herstellung eines Topsheets gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß bei einer Temperatur unterhalb von 100°C, bei der es nicht zu einer Zerstörung der feinen Velourfasern kommt, eine Matrix-Patrix-Perforation mit einer Nadelwalze (Patrix) gegen eine mit Löchern versehe ne Matrixwalze erfolgt.