DE3515804A1 - Waermeschrumpfbare elastomere und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Waermeschrumpfbare elastomere und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft wärmeschrumpfbar Elastomere, die zur
elastischen Fältelung bzw. Kräuselung (shirring) in Kleidungsstücken, wie
5
Wegwerfwindeln oder Inkontinenzprodukten, besonders geeignet sind.
Elastische Kräuselung bzw. Fältelung von Kleidungsstücken in ausgewählten
Bereichen ist wünschenswert oder notwendig, damit sich das Kleidungsstück an den Körper des Trägers, wie an die Taille oder das Handgelenk, anpaßt.
Dieses Merkmal ist besonders wichtig bei Wegwerf kleidungsstücken, einschließlich
Kunststoffkleidungsstücken, wie Wegwerfwindeln. Die vorliegende Erfindung wird deshalb in ihren verschiedenen Ausführungsformen mit besonderem
Bezug auf Wegwerfwindeln oder Inkontinenzkleidungsstücke beschrieben; die Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf andere Kleidungs-1^
stücke, wie Kleider, Masken, Schuhüberzüge, usw.
Wegwerfwindeln besitzen üblicherweise eine "Sanduhr"- oder eine im allgemeinen
"I-förmige" Gestalt. Die Windeln werden aus einer kontinuierlichen Bahn von inneren und äußeren Planlagen und einer saugfähigen
Wattierung hergestellt, worin jede Taillenbundflache des Windelmoduls integrierend
mit der Taillenbundfläche der unmittelbar benachbarten Windelmodule verbunden ist (in diesem Zusammenhang wird auf Figur 2 verwiesen).
Die Bahn wird an der Taillenbundfläche quer zu der Bahnlaufrichtung geschnitten, um dadurch individuelle Windeln zu formen. Deshalb
wird der Taillenbund in einer Richtung quer zur Laufrichtung der Maschine geschnitten.
Die Anwendung von Elastomermaterial auf die Beinbunde von Wegwerfwindeln
ist kommerziell durchgeführt worden. Wenn jedoch Elastomermaterial auf die Taillenbunde der gleichen Windel, auf die der Beinbund angebracht
worden ist, aufgebracht werden soll, entstehen bedeutende Herstellungsprobleme. Wenn beispielsweise die Spannung bzw. der Zug in der Beinbundrichtung
gehalten wird, neigt das Elastomer, das an dem Taillenbund angebracht ist, dazu, die Windel zu bauschen bzw. zu bündeln, und dadurch
werden die Faltung, Verpackung oder andere Produktionsfolgen beeinträchtigt. Es gibt bisher keine Lösung für die vorstehend genannten Herstellungsprobleme.
Vor kurzem wurden mehrere Vorschläge in Bezug auf wärmefixierte, wärmeschrumpfbar Elastomermaterialien gemacht, welche zur wirksamen
Kräuselung bzw. Fältelung von Wegwerfkleidungsstücken, wie Wegwerfwindeln oder Krankenhauskleidungsstücke,geeignet sind, wie in den US-PSen
3 912 565, 3 819 401 und 3 639 917 beschrieben.
Die US-PSen 3 912 565 und 3 819 401 offenbaren, daß flexibles Polyurethan
bzw. plastizierte Vinylchloridlagenmaterialien erwärmt, gestreckt und abgekühlt werden, um vorzeitiges Schrumpfen zu verhindern. Um vorzeitiges
Schrumpfen zu verhindern, werden die Elastomerlagenmaterialien wieder erwärmt, um begrenzte Entspannung bzw. Relaxation zu gestatten,
und gekühlt, um die Lagenmaterialien wärmezufixieren. Die wärmefixierten Lagenmaterialien werden dann auf Gegenstände angewandt, und nach
Wärmeanwendung schrumpfen sie auf ihre ursprüngliche Länge, wodurch
1^ die Gegenstände gekräuselt bzw. gefältelt werden. Wie mit Bezug auf Figur
1 der genannten US-PSen ausführlicher beschrieben, wird das Lagenmaterial zwischen der erwärmten Walze 25 und den Haltewalzen 31,33
gestreckt, dann gekühlt, teilweise entspannt in einem erwärmten Flüssigkeitsbad
45 und auf der Walze 49 gesammelt. Bei den vorstehenden PSen ist festzustellen, daß das Strecken durch Anwendung von äußerer Wärme
durchgeführt wird, in dem gestreckten Zustand gekühlt wird, dann wieder durch Anwendung von äußerer Wärme erwärmt wird, um eine kontrollierte
Wärmeschrumpfung zu bewirken.
Die US-PS 3 639 917 offenbart ein Elastomer, welches Blockcopolymere
umfaßt, die wärmeschrumpfbar sind. Gemäß dieser Patentschrift werden die Blockcopolymere expandiert oder deformiert von einer ursprünglichen
Länge bei erhöhten Temperaturen, um eine neue Länge zu erreichen, und dann gekühlt, um die Copolymere auf der neuen Länge in dem expandierten
Zustand zu erhalten. Die Copolymere behalten deshalb die neue Länge beim Kühlen bis sie wieder erwärmt werden, wodurch eine Schrumpfung auf die
ursprüngliche Länge eintritt. Die Copolymere werden deshalb von ihrer ursprünglichen Länge auf eine neue Länge expandiert, auf der neuen Länge
durch Kühlen gehalten und anschließend auf die ursprüngliche Länge
35 rückgeführt nach der Anwendung von Wärme.
Das Elastomer der vorliegenden Erfindung welches eine potentielle
elastische Energie aufweist, die nach Wärmeschrumpfung wieder gewinnbar ist, wird orientiert, wie durch Strecken oder Walzen in einer Richtung
ohne Anwendung von äußerer Wärme, auf eine Länge, so daß beim Freisetzen der angewandten Spannung sich das Elastomer auf eine permanente
Deformationslänge entspannt, welche größer ist als die ursprüngliche Länge, jedoch geringer als die gestreckte Länge. Insbesondeie wird das wärmeschrumpfbare
Elastomer mit einer ursprünglichen oder ersten Länge in einer Richtung auf eine im wesentlichen größere oder zweite Länge
gestreckt ohne Anwendung von äußerer Wärme, wie beispielsweise auf wenigstens etwa 2OO %. Bei Entspannung nimmt das Elastomer eine permanente
Deformation bei einer dritten Länge an, welche in etwa zwischen der ersten und zweiten Länge liegt. Diese dritte Länge oder der dazwischenliegende
Zustand ist manchmal als Vorform bekannt. Das gespannte
1^ Elastomer einschließlich der Vorform weist verringerte elastische Eigenschaften
auf, wenn es in dem deformierten Zustand ist. Mit der folgenden Wärmeanwendung schrumpft das Elastomer und gewinnt seine elastischen
Eigenschaften wieder oder nimmt sie an. Wenn das Elastomer bei praktischen oder bevorzugten Werten gespannt wird, weist es einen Anstieg der
permanenten Deformationslänge mit erhöhter Spannung auf, wohingegen die bekannten Elastomere eine minimale permanente Deformation aufweisen.
Es ist bedeutsam, daß eine Heißfixierung und ein Kühlen der Elastomervorform
überflüssig ist. Spannen und Entspannen des Elastomers, was anscheinend eine einachsige Orientierung des Polymers ergibt, wird ohne Anwendung
von äußerer Wärme durchgeführt, d.h. bei Raumtemperatur oder Umgebungsbedingungen (beispielsweise 21,1-23,9.°C(7O-75ÖF)), obwohl ein
interner Temperaturanstieg auftritt. Das Elastomer behält jedoch seine wärmeschrumpfbaren Charakteristika. Dadurch werden bestimmte Verfahrensstufen
und die damit verbundene Ausrüstung bei der kommerziellen Anwendung des Elastomers auf ein Bekleidungsstück ausgeschaltet.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Elastomer koextrudiert oder laminiert mit einem Nichtelastik. Vorzugsweise werden
das Elastomer und das Nichtelastik als Verbundlage gemäß bekannter Techniken koextrudiert. Es ist besonders bevorzugt, daß der Verbund drei
Schichten umfaßt - eine Zwischenelastomerschicht und zwei äußere
Schichten. Das Elastomer kann Haftvermögen aufweisen, und kann beim
Stehenlassen, wie in Walzform, blockieren bzw. einen Block bilden. Die Hautschicht des Inelastik wird so gewählt, daß keine Blockierung oder
eine Freisetzung auftritt, wenn das Material aufgerollt wird, was das Ver-5
arbeiten, wie das Führen, Schneiden und Legen, erleichtert. Weiterhin
kann das Elastomer nur eine schwache oder keine Adhäsion für viele Bekleidungsmaterialien
aufweisen. Deshalb wird die entgegengesetzt angeordnete äußere Schicht des Verbundmaterials, welche dem Bekleidungsstück
gegenüberliegt, an dem Kleidungsstück befestigt, beispielsweise mit ^ einem druckempfindlichen oder wärmeempfindlichen Klebstoff. Dadurch
besitzt das Verbundmaterial Vorteile, die ein Einschichtverbundmaterial nicht besitzt.
Im folgenden wird Bezug auf die Figuren genommen, worin die Bezugs-1^
ziffern die einzelnen Elemente bezeichnen.
Figur 1 ist ein Blockdiagramm, welches die erfindungsgemäßen Verarbeitungsstufen
darstellt.
^O Figur 2 ist eine schematische Ansicht eines Teils einer kontinuierlichen
Windelbahn während der Herstellung mit den erfindungsgemäßen Filmbändern, die an der Taillenbundfläche angebracht sind,
vor der Wärmeschrumpfung.
Figur 3 ist eine schematische Ansicht einer Einrichtung zum Koextrudieren
der erfindungsgemäßen Mehrschichtfilmausführungsform.
Im folgenden werden die bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen
beschrieben:
30
30
1. Einschichtfilm
Mit Bezug auf Figur 1 ist zu sehen, daß das erfindungsgemäße Verfahren
mit dem Extrudieren des Polymers, welches in Pelletform vorliegen kann, mittels einer üblichen Extrudiereinrichtung 10 beginnt, um einen Film
zu bilden, welcher vorzugsweise anschließend auf der Walze 14 gelagert wird und zu der nächsten Verarbeitungsstation, d.h. der Filmstreckeinrich-
tung 16, transportiert wird. Es ist vorteilhaft, wenn der extrudierte Film
3 3
eine Dicke von etwa 5,08 cm χ 10 (2 Mil) bis etwa 10,16 χ 10 cm
(4 Mil) besitzt, obwohl andere Dicken möglich sind in Abhängigkeit von der jeweiligen Streckung, die benötigt wird, um den gewünschten Kräuselungs-
bzw. Fältelungsgrad des Gegenstandes zu erreichen, dem spezifischen Polymer, das verwendet wird, der Wirtschaftlichkeit der Herstellung oder
dergleichen.
Obwohl vorstehend der Ausdruck "Film" verwendet wurde, können die
erfindungsgemäßen Elastomere in anderen strukturellen Formen, wie Bändern, Fäden, Streifen oder dergleichen, hergestellt werden. Aus Einfachheitsgründen
wird im folgenden jedoch der Ausdruck "Film" verwendet.
Wie vorstehend erwähnt, ist das Polymer, das erfindungsgemäß zur Herstel
lung des Films verwendet wird, vorzugsweise ein Blockcopolymer mit alternierenden
Segmenten von Polyamid- und Polyetherblockpolymeren gemäß der allgemeinen Formel
HO
O O
Il I
C-R1-C-O-R2-O j H
worin R1 den Polyamidpolymerblock, beispielsweise Nylon 6, Nylon 6,6,
Nylon 10, Nylon 11 und Nylon 12, bedeutet und R„ den Polyetherpolymerblock,
beispielsweise Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Polytetramethylenglykol,
bedeutet und worin η eine ganze Zahl ist. Die Copolymere gemäß der vorstehenden Beschreibung sind erhältlich von Rilsan Corporation
of Glen Rock, New Jersey unter dem Handelsnamen PEBAX. Besonders bevorzugt für die erfindungsgemäßen Filme sind die PEBAX Extrudiergrade
2533 und 3533.
Der Film 12, der wie vorstehend beschrieben gebildet wird, wird dann
einer einachsigen Streckung ohne Anwendung von äußerer Wärme unterworfen mittels irgendeiner üblichen Filmstreckungseinrichtung 16,
wie durch das Differentialgeschwindigkeitswalzverfahren. Eine besonders
bevorzugte Differenzialgeschwindigkeitswalze, die zur Verwendung als Filmstreckeinrichtung
16 zur Streckung der erfindungsgemäßen Filme geeignet ist, ist eine Marshall und Williams Modell D77OO-Streckeinrichtung.
Gemäß bekannter Prinzipien bei der Differenzialwalzstreckung wird der
° Film 12 einachsig gestreckt aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit
der Niedrig- und Hochgeschwindigkeitswalzen. Ein anderes Orientierungsverfahren zur Bewirkung der Wärmeschrumpfung ist das "Kaltwalzen"
auf Mehrstapelwalzmühlen unter äußerem Druck, ähnlich dem Verfahren,
das verwendet wird beim Walzen dünner Metallagen, wie AIuminiumfolie. Unabhängig von dem Orientierungsverfahren ist jedoch das
allgemein erreichte Phänomen ein Dimensionsanstieg in der Orientierungsrichtung durch eine entsprechende Abnahme der Dicke.
Bekannte, einachsig gestreckte Polymerfilme werden üblicherweise auf eine
Temperatur bei oder über der Phasenübergangstemperatur zweiter Ordnung vorerwärmt. Der bekannte Film wird dann bei diesen erhöhten Temperaturen
gestreckt und anschließend gekühlt, während er in seinem gestreckten Zustand gehalten wird. Dieses Vorerwärmen ist wichtig bei üblichen
Filmen, um ein angemessenes Strecken und eine Orientierung der Filme zu gewährleisten.
Ein Vorerwärmen ist jedoch bei der vorliegenden Erfindung vollkommen
unnötig. Eine gewisse Wärme kann während des einachsigen Streckens des Films 12 aufgrund von Reibungskräften oder dergleichen erzeugt
werden, insbesondere, wenn Differenzialgeschwindigkeitswalzen verwendet werden, um das Filmstrecken zu bewirken; es wurde jedoch überraschenderweise
gefunden, daß diese Temperatur beträchtlich unterhalb (beispielsweise beträchtlich geringer als 79,4 C(175 F))der Temperatur liegt, bei
welcher die Deformationsentspannung des Copolymerfilms1 aufeütretm beginnt.Das
heißt, obwohl eine gewisse Wärme während des Filmstreckens durch Reibung erzeugt werden kann, ist die Temperatur, die der erfindungsgemäße
Film erreicht wesentlich geringer als die Temperatur, bei der die Deformationsentspannung
auftritt. Bei der Wärmefixierung muß die Temperatur natürlich bei oder oberhalb der Temperatur liegen, bei der die
Deformationsentspannung aufzutreten beginnt (siehe US-P S 3 912 565, Spalte 3, Zeilen 28 bis 3.8). Deshalb ist keine Wärmefixierung des erfindungsgemäßen
orientierten Films notwendig im Gegensatz zu der Lehre
1 des Standes der Technik.
Die Menge bzw. der Grad des einachsigen Streckens der erfindungsgemäßen
Elastomerfilme ist wichtig, um eine angemessene Schrumpfung zu erreichen und folglich eine Kräuselung bzw. Fältelung eines Gegenstandes unter Verwendung
des Films. Erfindungsgemäß wird die einachsige Spannung so durchgeführt, daß der Film auf eine gedehnte Länge gestreckt wird,
welche bedeutend größer ist als die Länge, bei der die permanente Deformation auftritt. Mit dem Freisetzen der angewandten Spannung ent-
*O spannt sich der Film (beispielsweise ohne Anwendung von Wärme) natürlichauf
eine Länge, die größer ist als die ursprüngliche Länge, entsprechend der Menge bzw. dem Grad der permanenten Deformation, die dem Film verliehen
wurde. Dadurch ist die unterschiedliche Länge zwischen der permanenten Deformationslänge und der ursprünglichen, vorgestreckten Länge
1^ erhältlich für die Wärmeschrumpfung. Bei Wärmeanwendung (beispielsweise
bei oder oberhalb 79,4°C(175°F))wird dergestreckte Film sich deshalb weiter entspannen und schrumpfen. Das heißt, ein großer Teil der unterschiedlichen
Länge des gestreckten Films zwischen der ursprünglichen Länge und der permanenten Deformationslänge ist als permanente Deformation
20 vorhanden, welche bei Wärmeanwendung wiedergewinnbar ist.
Der erfindungsgemäße Film wird einachsig gestreckt, um eine Dehnung von
etwa 200 % bis etwa 7OO % pro Einheitslänge des Films zu erreichen.
Es wurde gefunden, daß bei einer einachsigen Streckung innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches der erfindungsgemäße Film einen gewissen
Grad an natürlicher Entspannung nach Entfernung der Streckungskraft aufweist, wobei diese Entspannung 'jedoch nicht unter die entsprechende
permanente; Deformationslänge fortschreitet.Die Länge des Films, die der Menge der dem Film verliehenen permanenten Deformation entspricht,
ist deshalb von der Menge der einachsigen Spannung abhängig, der der Film ausgesetzt ist. Bei einer einachsigen Streckung im Bereich
von etwa 2OO % bis 700 % beträgt die permanente Deformationslänge jedoch etwa 20 bis 60 % der gedehnten Länge des Films. Das heißt, die
Menge der permanenten Deformation, die zur Wärmeschrumpfung erhältlieh
ist, beträgt etwa 20 % bis etwa 60 % der gestreckten Länge des Films, wenn dieser auf etwa 200 % bis etwa 7OO % gestreckt wird
(beispielsweise wenn er auf das drei- bis achtfache der ursprünglichen Länge gestreckt wird).
Die Menge der permanenten Deformation, die dem erfindungsgemäßen Film
verliehen wird, bestimmt deshalb den Grad der Wärmeschrumpfung, welche erhältlich ist, um den Teil eines Gegenstandes, mit dem er verbunden ist,
angemessen zu fälteln bzw. zu kräuseln. Es wurde gefunden, daß eine permanente
Deformation zwischen etwa 20 bis 60 % der gedehnten Länge (als "unbegrenzte Schrumpfung" bezeichnet) sich auf vorteilhafte Weise in
etwa 3O bis 45 % Schrumpfung (als "begrenzte Schrumpfung" bezeichnet)
umwandelt, wenn der einachsig gestreckte Film an einem Teil eines flexiblen Kleidungsstückes, wie dem Taillenbund einer Wegwerfwindel, angebracht
wird. Das heißt, da der flexible Gegenstand die Schrumpfung des Films in gewissem Maße beeinträchtigt oder beschränkt, tritt bei der
Wärmeschrumpfung keine vollständige Rückkehr zur ursprünglichen, vorgestreckten Filmlänge ein. Trotzdem tritt eine wünschenswerte Fältelung
bzw. Kräuselung des Gegenstandes auf, wenn der erfindungsgemäße Film wje vorstehend beschrieben, einachsig gestreckt wird (beispielsweise zwischen
etwa 20 bis 60 % permanente Deformation oder Dehnung, bezogen auf die Enddehnung, der der Film ausgesetzt wird).
Nach dem Strecken wird der erfindungsgemäße Film auf vorteilhafte Weise
mittels einer üblichen Filmschlitzeinrichtung 40 entlang der Richtung der permanenten Deformation (das heißt parallel zu der einachsigen Streckrichtung)
geschlitzt bzw. gespalten, um Bänder zu formen, welche vorteilhaft eine Breite von 0,95 cm (3/8 inch) bis 1,27 cm (1/2 inch) besitzen;
andere Breiten sind natürlich ebenfalls möglich in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung. Die Bänder können dann gemäß bekannter
Techniken in Spulen flach aufgewickelt werden zur Verwendung in einer Windelherstellungseinrichtung 42.
Die Bänder werden vorzugsweise auf die gewünschte Länge geschnitten (vorteilhaft
auf etwa 15,24 cm (6 inch)), während sie noch in ihrem wärmeschrumpfbaren
gedehnten Zustand sind, und mit einem Kleber an den Taillenbundteilen 5O,52 der Windeln 54,56 befestigt wenn die verbundene
Bahn 60 in der Maschinenrichtung verläuft (Pfeil 57 in Figur 2). Klebemittel, die zur Bindung der Bänder des erfindungsgemäßen Films an
die Taillenbundflächen der Windeln geeignet sind, sind im Handel erhältlich von H.B. Fuller Co. unter der Bezeichnung HL-13O7-33-1 und Findley
Co. unter der Bezeichnung X8O7-378-O1. Das Band kann entweder vor oder
nach dem Aufbringen auf die Windel auf die gewünschte Länge geschnitten,
. und ein Kohäsionsmittel (cohesive) oder Klebemittel kann auf die Windel
oder das Elastomerband aufgebracht werden vor dem Zusammenfügen des Bandes und der Windel. Alternativ dazu kann das Kunststoffband selbst
eine Klebeeigenschaft besitzen, welche vorhanden ist, wenn das Band auf die Windel aufgebracht wird oder welche durch andere Mittel, wie Wärme,
Lösungsmittel, Druck, usw., aktiviert wird. Zusätzlich kann der Taillenbundteil
der Windel selektiv entlang der Maschinenrichtung angeordnet sein,
um das Aufbringen! des Bands zu erleichtern.
Es wird gegenwärtig erwartet, daß ein Stapel gefalteter Windeln (vorteilhaft
8 bis 1O Windeln pro Stapel) mit Bändern des erfindungsgemäßen wärmeschrumpf
baren Elastomerfilms zusammen der Wärme ausgesetzt werden mittels einer geeigneten Wärmeschrumpfungseinrichtung 44, um eine Wärmeschrumpfung
der Bänder hervorzurufen, wodurch die Taillenbundteile der Windeln gefältelt bzw. gekräuselt werden. Vorzugsweise wird die Wärme-
1^ schrumpfung der Bänder im dem Windelstapel gemäß der mitanhängigen
US-Anmeldung Nr. 605 968, eingereicht am 1. Mai 1984 unter der Bezeichnung "Formation of Elasticized Portions of Disposable Garments and other
Articles" durchgeführt. Auf diese Weise tritt keine Beeinträchtigung mit
der Windelfalteinrichtung ein aufgrund eines vorzeitigen Sortierens oder
20 Kräuseins der Taillenbünde quer zur Maschine.
2. Mehrschichtfilm
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die Koextrusion
des Polyether/Polyamid-Copolymers, wie vorstehend mit nicht-elastischen Polymeren, wie Ethylenvinylacetat (EVA), EVA-Ionomeren, wie
Plexar 3, Plexar 102 und Surlyn 17O21 und Polyethylen oder dergleichen, beschrieben,
um auf vorteilhafte Weise einen Film herzustellen, welcher wärmeschrumpfbar ist, jedoch angenehm ist. Wenn die erfindungsgemäßen Filme
als Taillenbunde für Wegwerfwindeln verwendet werden, ist eine Hautverträglichkeit
der elastischen Taillenbunde wünschenswert. Gemäß dieser erfindungs-
gemäßen Ausführungsform wird das Polyether/Polyamid-Copolymer koextrudiert
als Kern der Zwischenschicht mit oberflächenexponierten Schichten oder äußeren Schichten von nichtelastischen Polymeren. Obwohl die äußeren
Schichten nicht wärmeschrumpfbar sein können, beeinflussen sie die Wärmeschrumpfung
des Kerns nicht beträchtlich auf ein solches Ausmaß, daß eine angemessene Fältelung des Kleidungsstücks nicht auftritt, aufgrund
der überlegenen Wärmeschrumpffähigkeiten des Kernschichtfilms. Die 1
Plexar 3 und Plexar 1O2 sind im Handel erhältlich von Chemplex
Corporation, während Surlyn 17O2 im Handel von Du Pont erhältlich ist.
Vd
Koextrusion der Schichten der verschiedenen Polymere oder thermoplastischen
Materialien ist an sich bekannt, wie beispielsweise in den US-PSen 3 557 265 und 3 479 425 beschrieben. Die Koextrusion verschiedener
Polymermaterialien wird üblicherweise unter Verwendung eines Mehrfach- · und Coextrudierwerkzeugs oder eines Einfach-Extrudierwerkzeugs mit
Verbindungsadaptern durchgeführt, welche die Schmelzlamellierung der
Mehrfachschichten von unähnlichen Polymermaterialien erlauben. Ein besonders
bevorzugter Verbindungsadapter, welcher vorteilhaft verwendet werden kann, um die erfindungsgemäßen koextrudierten Filme herzustellen,
wird in der US-PS 4 152 387 beschrieben.
Eine übliche Einrichtung zur Herstellung erfindungsgemäßer koextrudierter
Mehrschichtfilme wird schematisch in der Figur 3 dargestellt. Wie darin gezeigt, werden die äußeren nichtelastischen Schichten 7O,72 durch Schmelzextrudieren
der nichtelastischen Polymere 74 mittels des Extruders 76 gebildet. Auf ähnliche Weise wird die elastische Kernschicht 80 durch
Schmelzextrudieren des elastischen Polymers 82 (beispielsweise sind PEBAX-Extrusionsgrade
2533 oder 3533 bevorzugt) mittels des Extruders 84 gebildet. Die schmelzextrudierten Polymere 74,82 werden dann zu dem Verbindungsadapter
90 mittels Leitungen 78 bzw. 88 geleitet. Wie schematisch gezeigt, schmelzlamelliert das elastische Polymer 82 mit dem nichtelastischen Polymer 84, um eine Kernschicht 80 des elastischen Polymers
82 zu bilden, welche sandwichartig zwischen den äußeren Schichten 7O,72
des nichtelastischen Polymers 74 liegt. 25
Obwohl die Temperatur des Verbindungsadapters 90 von den verwendeten
Polymeren abhängt, ist es bevorzugt, daß die Temperatur zwischen etwa 1820C (36O0F) bis etwa 26O,O°C(5OO°F)(vorzugsweise etwa 2O4,4°C(4OO°F)
liegt, um die erfindungsgemäßen koextrudierten Filme vorteilhaft zu bilden.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Gesamtdicke des koextrudierten Films
-3 -3
zwischen etwa 5,08 χ 10 cm bis etwa 12,7 χ 10 cm (etwa 2 bis
etwa 5 Mil), insbesondere bevorzugt zwischen etwa 5,08 χ 10 cm bis
-3
etwa 1O,16 χ 10 cm (etwa 2 bis etwa 4 Mil), liegt, obwohl andere Filmdicken verwendet werden können in Abhängigkeit von der endgestreckten Dicke, die gewünscht wird. Der koextrudierte Film berührt Kühlwalzen 92,94 zur Kühlung, um seine extrudierte Dicke im wesentlichen beizubehalten. Eine andere Einrichtung zur Bildung der Mehrfachschichten erfolgt durch kombinierte Strangpreß(Koextrusion)-Blasformung unter Verwendung einer
etwa 1O,16 χ 10 cm (etwa 2 bis etwa 4 Mil), liegt, obwohl andere Filmdicken verwendet werden können in Abhängigkeit von der endgestreckten Dicke, die gewünscht wird. Der koextrudierte Film berührt Kühlwalzen 92,94 zur Kühlung, um seine extrudierte Dicke im wesentlichen beizubehalten. Eine andere Einrichtung zur Bildung der Mehrfachschichten erfolgt durch kombinierte Strangpreß(Koextrusion)-Blasformung unter Verwendung einer
kreisförmigen Matrize mit koaxialen Fließkanälen entsprechend den individuellen Schichten des Verbunds. Der koextrudierte
Film kann dann mit einer üblichen Streckeinrichtung 16 orientiert werden, mit einer Schlitzeinrichtung 40 in Bänder geschlitzt werden, in einer
Windelherstellungseinrichtung 42 auf Windeln aufgebracht werden und wärmegeschrumpft
werden mittels einer Wärmeschrumpfeinrichtung 44, wie vorstehend mit Bezug auf Figur 1 beschrieben.
Die Kernschicht des elastischen Polyether/Polyamidblockpolymers ist vorzugs-1^
weise der Hauptbestandteil (bezogen auf Prozent des koextrudierten Films in Gewicht), welchefin dem erhaltenen koextrudierten Film vorliegt. Die
Kernschicht liegt deshalb vorzugsweise in dem koextrudierten Film in einer Menge zwischen etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent vor, wobei das
Gleichgewicht im wesentlichen gleichmäßig zwischen jeder der äußeren Schichten verteilt ist.
Der erfindungsgemäße koextrudierte Verbund oder das Laminat verhält
sich ähnlich wie die zuvor beschriebenen Einschichtfilme. Das heißt, wenn der Verbund einachsig auf eine Länge zwischen etwa 2OO % bis etwa
7OO % der ursprünglichen Länge orientiert wird, wird ihm eine permanente
Deformation bei einer Länge, die im allgemeinen zwischen etwa 20 % bis etwa 60 % der gedehnten Länge liegt, verliehen. Nach Entfernen der
Spannkraft entspannt sich der koextrudierte Film entsprechend auf natürliche Weise (beispielsweise ohne Anwendung von Wärme) auf die Länge,
die die permanente Deformation, die ihm verliehen wurde, anzeigt (beispielsweise
die permanente Deformationslänge). Dadurch ist das Differential bzw. der Unterschied in der Länge zwischen der gedehnten Länge
und der permanenten Deformationslänge als Schrumpflänge erhältlich, so daß bei Wärmeanwendung (im allgemeinen bei Temperaturen von
etwa 79,4 C(150 F)) sich der Film im wesentlichen entspannt und schrumpft, um seine elastischen Eigenschaften wiederzugewinnen.
Wie vorstehend kurz bemerkt, neigen die äußeren Schichten oder Häute
des Verbunds dazu, die Wärmeschrumpfung des Gesamtfilms zu beeinträchtigen bzw. zu überlagern aufgrund der nichtelastischen Natur der
Häute. Diese Beeinträchtigung ist jedoch nicht von solch einem Grad, daß sie die Wärmeschrumpfbarkeit des Verbunds überdeckt. Da die
äußeren Schichten nicht elastisch sind, deformiert die einachsige Spannung
des koextrudierten Films ebenfalls permanent solche äußeren Schichten. Der insgesamt koextrudierte Film entspannt sich jedoch immer noch auf
natürliche Weise auf etwa 20 % bis 60 % der gedehnten Länge nach Entfernung der Spannkraft aufgrund der Gegenwart der elastischen Kernschicht.
Die intralaminare Bindungskraft zwischen den äußeren Schichten und der
Kernschicht beträgt vorzugsweise wenigstens 472,4 g/cm (12OO g/inch), um zu gewährleisten, daß die Schichten miteinander laminiert bleiben, wenn sie
einer einachsigen Orientierung bis zu etwa700%Dehnung ausgesetzt werden.
Die Verwendung von Mikrowellenenergie als Wärmeschrumpfungseinrichtung
für den erfindungsgemäßen Einschicht- als auch Mehrschichtfilm ist ebenfalls möglich. Es wurde gefunden, daß eine angemessene Wärmeschrumpfung
auftritt, wenn die erfindungsgemäßen Elastomere einer Mikrowellenenergie von 2450 MHz und zwischen 3 bis 6 kW über etwa 5 bis
10 sek ausgesetzt werden. Das heißt, wenn sie einer Mikrowellenenergie ausgesetzt werden, schrumpfen die Elastomere zwischen etwa 2O % bis
etwa 60 % der gestreckten Länge. Beispielsweise zeigte ein spezielles er-
^ findungsgemäßes wärmeschrumpf bares Elastomerband, gebildet aus einer
Kernschicht von PEBAX-Extrusionsgrad 3533, koextrudiert mit äußeren Schichten von Plexar 102 und einachsig gestreckt auf das Vierfache der
ursprünglichen Länge (beispielsweise 300 % Streckung), um eine Banddicke von 3 81 ;c 1O-3Cm ("Ί5 Mi') zu erreichen, wenigstens 2O % Wärme-
^ schrumpfung bei Befestigung an der Innentaillenbundflache einer Windel,
wenn die mit dem Band versehene Windel einer Mikrowellenenergie von 2450 MHz und zwischen 3 bis 6 kW über etwa 5 bis 10 sek ausgesetzt
wurde.
SQ Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Einschichtfilme wurden aus verschiedenen im Handel erhältlichen Polymeren
mit dem Hartgußwalzverfahren unter Verwendung eines 91,44 cm (36 inch) Extrusionswerkzeugs bei Werkzeugtemperaturen von 204,4 - 218,30C (4OO
bis 425 F) und bei Führungsgeschwindigkeiten (line speeds) von 61,0 cm/sec (120 fpm) für einen 5 q8 χ 1O-l3(o MM)-FiIm und
ι ■' ■ -3
30,5 crn/spc (6OfPm) für einen 1O,16 cm χ 1Ο (4 MiI)-
FiIm hergestellt.Die Wärmeschrumpfbarkeit der Filmproben wurde untersucht
durch Herstellung von Filmstreifen von 2,54 cm χ 25,4 cm (1 inch χ
1O inch), geschnitten in der Maschinenrichtung. Die Filmproben wurden
dann bei Anfangslängen von 10,16 cm (4 inch) markiert und bei 22,2 C(72 F) 55 % relativer Feuchtigkeit über 24 Stunden konditioniert. Nach dem
Konditionieren wurden individuelle Proben auf einem Instron — Zug-Tester
bei 22,20C (720F) und 55 % relativer Feuchtigkeit auf 100 %, 300 %
und 500 % Dehnung (beispielsweise 2-fache, 4-fache und 6-fache Streckung) gestreckt. Die Anfangsbackenspannweite des Instron-Zugtesters
betrug 11,43 cm (4,5 inch), welches sich in eine Filmprobenlänge von 22,86 cm (9 inch) bei 1OO % Dehnung, 45,72 cm (18 inch) bei 300 %
Dehnung und 68,58 cm (27 inch) bei 5OO % Dehnung übertrug. In jedem
Fall betrug die Streckrate 1OOO mm pro Minute. Die gestreckten Proben
wurden wieder bei 22,2 C (72 F) und 55 % relativer Feuchtigkeit über
24 Stunden konditioniert.
Dann wurde die permanente Deformation als Prozentsatz der ursprünglichen
Filmlänge von 1O,16 cm (4 inch) gemäß der nachstehenden Formel gemessen:
% permanente Deformation = L - L,
— χ 100
Lo
worin L die ursprüngliche Filmlänge bedeutet und L, die Endlänge, auf
die sich der Film entspannt ohne Wärmeanwendung, nachdem die angewandte Spannung entfernt wird, bedeutet. Um die Menge der Wärmeschrumpfbarkeit,
welche den Filmen verliehen wird, zu bestimmen, wurden PQ die gestreckten Filmproben anschließend wärmegeschrumpft, indem die
Proben 79,40C (150 F) über 5 sek ausgesetzt wurden. Die Länge jeder
Filmprobe nach der Wärmeschrumpfung (L,..) wurde gemessen, und die
prozentuale Wärmeschrumpfbarkeit wurde gemäß der folgenden Formel berechnet:
% Wärmeschrumpfbarkeit = L, - L-.,
f ^1 ;; 1OO
Lf
worin L, die Länge des Films, wie vorstehend angegeben mit Bezug auf
die prozentuale permanente Deformation, bedeutet.
Um die elastische Natur der wärmegeschrumpften Materialien zu bestimmen
wurde das Hysterese-Verhältnis jeder Probe unter Verwendung eines Instron-Zugtesters, ausgestattet mit einer Integratoreinheit, berechnet.
In jedem Fall wurden die gestreckten und wärmegeschrumpften Proben
zwischen den Backen des Instron-Zugtesters befestigt, um eine Ausgangslänge
von 10,16 cm (4 inch) zu bilden unabhängig von der Probengröße
^O nach der Wärmeschrumpfung. Jede Probe wurde dann auf 100 % Dehnung
bei 500 mm/min Streckrate gestreckt. So wurden alle Proben auf 20,32 cm (8 inch) gedehnt. Während der Dehnung maß die Integratoreinheit cie
Fläche unter der Streckkurve, und die erhaltenen Ergebnisse wurden notiert. Wenn 100 % Dehnung auftrat, wurde die Integratoreinheit neu gesetzt,
und dje Entspannung der Instron-Backen wurde begonnen bis die anfängliche
10,16 cm (4 Inch)-Trennlänge erreicht wurde. Während der Entspannung maß die Integratoreinheit die Fläche unter der Entspannungskurve. Das
Hysterese-Verhältnis (HR) wurde deshalb wie folgt berechnet:
20 HR = Fläche unter der Streckkurve
Fläche unter der Entspannungskurve
Da ein wirkliches Elastomer (beispielsweise Gummi) ein Hysterese-Verhältnis
von 1,0 zeigt, war die Messung des Hysterese-Verhältnisses der getesteten Filme eine Anzeige für ihre Elastizität nach der Wärmeschrumpfung.
Deshalb waren Einschichtfilme, welche eine Wärmeschrumpfung von etwa 4O % bis etwa 6O % oder mehr zeigten, während
sie ein Hysterese-Verhältnis von weniger als 2,0 besaßen, zur Verwendung als elastische ' Taillenbunde für Wegwerfwindeln geeignet. Die Ergebnis-
30 se sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
ω CJI |
ω ο |
Film | to Oi |
to O |
>-· CJl |
π·· O |
cn κ-· | CO cn ι cn |
ΡΕΒΑΧ-2533 | TABELLE I | 804 | ||||||
Probe | ΡΕΒΑΧ-2533 | extrudierte Filmdicke | % Dehnung | % permanente Deformation |
% Wärme schrumpfung |
Hysterese- Verhältnis (HR) |
at» | |
1 | 10,16 χ 1O"3cm(4 Mil) | 0 100 3OO 5OO |
1.4 74.2 261.0 |
1.6 2.6 37.2 63.9 |
1.4 1.3 1.3 1.3 |
|||
2 | 5,08 χ 10"3 cm (2 Mil) | 0 1OO 3OO 500 |
1.6 86.5 268.0 |
3.9 4.9 42.8 65.4 |
1.4 1.4 1.3 1.3 |
|||
KRATON 27O3G
-3
15,24 χ 1O cm (6 Mil) O
5.1
3.2
1OO | KRATON 2109 | 14,99 χ 10~3 cm (5,9 Mil) O | 6.3 | 5.2 | 3.2 | |
3OO | 100 | 42.4 | 3.3 | 3.5 | ||
500 | 300 | 73.6 | 5.9 | 2.4 | ||
4 | 5OO | |||||
5.5 | 1.7 | |||||
3.5 | 7.0 | 1.7 | ||||
18.1 | 8.4 | 1.6 | ||||
27.1 | 7.9 | 1.5 |
Kraton ist ein Handelsname von Shell Oil Co.
300 | 2.4 |
4OO | 5.3 |
500 | 6.3 |
cc co to ω ι-· ι-·
σι ο απ ο σι ο σι
Tabelle I (Forts.)
Probe Film extrudierte Filmdicke % Dehnung /o ^ciniancinc /u ,,am··*- ■ ι/ν.«.«=!^^- -_
KRATON 2103 7,62 χ 10~3 cm 0
1OO 1.1
3OO 2.9
5OO 4.1
TUFTANE-4102 5,08 χ 10~3 cm(2 Mil) O
1OO 1.4
3OO 13.4
500 51.6
natürlicher Gummi 3Q 8 1Q-3 ( }
(Kontrolle) ' 100 1>4
% Wärme | Hysterese- |
schrumpfung | Verhältnis (HR) |
9.7 | 1.6 |
11.6 | 1.6 |
13.1 | 1.6 |
12.9 | 1.7 |
0.5 | 1.80 |
6.4 | 1.50 |
11.3 | 1.42 |
22.1 | 1.44 |
O | 1,01 |
1.O | 1.05 |
1.O | 1.07 |
2.O | 1.05 |
2.0 | 1.08 |
Tuftane ist ein Handelsname von Goodrich Chemical
3S15804
1 Beispiel II
Koextrudierte Mehrschichtfilme mit einer Elastomerfilmkernschicht und
c äußeren nichtelastischen Filmschichten wurden unter Verwendung eines
ο
üblichen Verbindungsadapters, welcher im Handel erhältlich ist von
Cloeren Co. und dessen Art in der US-PS 4 152 387 beschrieben ist, hergestellt.
Die Tests für die prozentuale permanente Deformation, die prozentuale Wärmeschrumpfung und das Hysterese-Verhältnis wurden gemäß vorstehendem
_ Beispiel 1 durchgeführt, und die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle
2 angegeben.
co
bo σι
σι
Probe Film
(äußere Schicht/Kernschicht/äußere Schicht)
extrudierte Filmdicke
% Streckung
% permanente Deformation
% Wärme- Hysterese schrumpfung Verhältnis (HR)
PE/Solprene/PE1
(33% Kernschicht)
(33% Kernschicht)
PE/Kraton 21O9/PE*
(33 % Kernschicht)
(33 % Kernschicht)
12,70 χ 10"3cm (5 Mil)
12,70 χ 10""3CtT)
(5 Mil)
1OO 300 500
1OO 300 5OO
O.6
3.6
1Ο.2 90.9 74,2
11.2 111.4 103.7
6.3 | 3.4 |
25.1 | 3.1 |
2O.O | 1.7 |
1.6 | 3.9 |
7.6 | 3.9 |
25.1 | 3.4 |
17.8 | 2.1 |
PE = Chemplex 3404-D, erhalten von Chemplex Corp.; Solprene = solprene 418, erhalten von Phillips Chemical
PE = Chemplex Plexar Copolymer
co
ο
ο
fcO
cn
cn
cn
Film extrudierte FiIm-
feußere Schicht/Kern- dicke schicht/äußere Schicht)
% Streckung
% permanente Deformation
% Wärme- Hystereseschrumpfung Verhältnis -—
(HR) g
PE/EVA/Kraton 2109' (33 % Kernschicht)
Plexar 3/PEBAX 2533/
Plexar 34
(90 % Kernschicht)
(90 % Kernschicht)
12,7O χ 10~3cm
(5 Mil)
10,16 χ (4 Mil)
~3
100 300 500
100 300 500
5.5 58.7 71,9
4.8 115.2 277.0
0.6
6.7 34.7 29.9
0.8 3.5 43.7 6O.4
3.1
2.8
2.1
2.O
1.75 1.74 1.53 1.61
Plexar 3/PEBAX 2533/ Plexar 3
(35 % Kernschicht)
17,53 χ 10"3cm (6.9 Mil)
1OO 300 500
12.1 177.2 376.O
0.8 8.2 43.1 51.3
3.81
3.36
3.63
4.00
PE = Chemplex 3404-D; EVA = Chemptex 3312
Plexar 3 ist der H£ndelsnr.rne von Chemplex Corp,
ω ο
to ο
cn
Tabelle II (Forts.)
Film | extrudierte Film | % Streckung | % permanente | % Wärme | Hysterese- | CO | |
Probe | (äußere Schicht/Kern | dicke | Deformation | schrumpfung | Verhältnis | Ol | |
schicht/äußere Schicht) | (HR) | X | |||||
Ol CO |
|||||||
EVA/PEBAX 2533/EVA5 | 9,14 χ 10~3 | O | 0.6 | 2.O4 | O | ||
13 | (74 % Kernschicht) | (3.6 Mil) | 100 | 4.8 | 3.6 | 2.O5 | |
300 | 129.1 | 46.5 | 2.35 | ||||
500 | 289.0 | 61.4 | 2.18 | ||||
Plexar 3/PEBAX 3533/ | 12,45 χ 10~3 | ||||||
14 | Plexar 3 | (4,9 Mil) | O | — | 2.6 | 2.18 | 8 |
(67% Kernschicht) | 100 3OO |
7.5 160.9 |
5.9 44.7 |
2.O7 2.17 |
ON | ||
500 | 309.0 | 56.1 | 2.3O | ||||
Plexar 3/PEBAX 4033/ | 8,64 χ 10~3 | ||||||
15 | Plexar 3 | (3,4 Mil) | |||||
(66 % Kernschicht) | O | — | O.4 | 3.19 | |||
1OO | 14.3 | 5.6 | 3.11 | ||||
3OO | 181.8 | 34.9 | 3.81 | ||||
5OO | 349.0 | 42.9 | 4.19 | ||||
EVA = Chemplex 4634
15 20 25
1
Beispiel III
Beispiel Il wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß Plexar 102 (im Handel
erhältlich von Chemplex Corp.) und Surlyn-1702 (im Handel erhältlich von
DuPont) als äußere Schichten in Zusammensetzungenmit einem relativen
Volumen von 10 %/80 %/1O % (beispielsweise äußere Schicht/Kernschicht/
äußere Schicht) mit einer Kernschicht aus PEBAX 2533 und 3533 verwendet wurden. Die Tests für die prozentuale Wärmeschrumpfung und das Hysterese-Verhältnis
wurden gemäß Beispiel 1 durchgeführt, und die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.
OD | ω | Film | fco fco | σι | III | ο | % Wärme | Ol r-> | CO |
σι | ο | (äußere Schicht/Kern | cn O | schrumpfung | cn | ||||
schicht/äußere Schicht) | Tabelle | % Streckung | |||||||
Probe | % permanente | Hysterese | cn | ||||||
extrudierte Film | Deformation | 5 | Verhältnis | OO | |||||
Plexar 1O2/Pebax-2533 | dicke | 28 | (HR) | O | |||||
/Plexar 102* | 1OO | 36 | |||||||
(10/80/10) | 2OO | 7 | 43 | 2.2Ο | |||||
16 | 7,62 χ 10~3cm | 300 | 60 | 51 | 2.32 | ||||
(3 Mil) | 4OO | 142 | 6 | 1.93 | |||||
Surlyn 17O2/Pebax-2533 | 500 | 225 | 22 | 2.09 | |||||
/Surlyn 1702** | 1OO | 277 | 43 | 1.71 | |||||
2OO | 5 | 52 | 2.43 | ||||||
17 | (1Ο/8Ο/1Ο) | 7.62 χ 10~3 cm | 3OO | 37 | 62 | 2.Ο6 | |||
(3 Mil) | 4OO | 1Ο2 | 2.26 | ||||||
Plexar 1O2/Pebax-3533 | 500 | 179 | 4 | 2.25 | |||||
/Plexar 102 | 265 | 19 | 2.15 | ||||||
(1Ο/8Ο/1Ο) | 100 | 34 | |||||||
18 | 7.62 χ 10 °cm | 2OO | 6 | 47 | 1.73 | ||||
(3 Mil) | 3OO | 42 | 52 | 1.80 | |||||
400 | 12Ο | 1.68 | |||||||
Plexar 1O2/Pebax-3533 | 5OO | 2Ο8 | 5 | 1.76 | |||||
/Plexar 102 | 269 | 23 | 1.56 | ||||||
(10/80/10) | 1OO | 33 | |||||||
19 | 5,08 χ 10 cm | 200 | 7 | 39 | 2.30 | ||||
(2 Mil) | 300 | 53 | 51 | 1.91 | |||||
400 | 104 | 2.04 | |||||||
500 | 224 | 1.66 | |||||||
266 | 1.90 | ||||||||
* Plexar 102 ist ein lonomerharz, im Handel erhältlich von Chemplex Corp.
** Surly 1702 ist ein lonomerharz, im Handel erhältlich von duPont de Nemours Co.
Aus den vorstehenden Beispielen ist ersichtlich, daß sowohl die Einfachschicht
als auch die koextrudierten PEBAX-Filme zufriedenstellende Ergebnisse
in ihrer prozentualen Wärmeschrumpfbarkeit (beispielsweise zwischen etwa 30 bis 70 %) zeigen, wenn sie auf Dehnungswerte zwischen etwa 200 %
^ und etwa 500 % gestreckt werden, so daß, wenn sie beispielsweise auf
die Taillenbunde von Wegwerfwindeln aufgebracht werden, eine angemessene Kräuselung bzw. Fältelung erreicht wird. Bei den meisten der getesteten
Filme nahm die prozentuale Wärmeschrumpfbarkeit ab, wenn die prozentuale Filmstreckung von 300 % auf 5OO % stieg, während im Gegensatz dazu
die erfindungsgemäßen Filme in ihrer prozentualen Wärmeschrumpfung stiegen, wenn die Filmstreckung von 3OO % auf 500 % erhöht wurde (beispielsweise
Vergleich der Proben 4 bis 5 gegenüber 1 bis 2; 8 bis 10 gegenüber 11 bis 19). Obwohl die Proben 3 und 6 in ihrer prozentualen Wärmeschrumpfbarkeit etwas
stiegen, zeigten sie nicht die erforderliche Wärmeschrumpfbarkeit, welche
!5 für elastisch gefaltete bzw. gekräuselte Gegenstände brauchbar ist. Deswegen
machen es die erfindungsgemäßen Filme wirtschaftlich möglich, Wegwerfwindeln mit elastischen Taillenbünden herzustellen, welche die nötige Menge an
Wärmeschrumpfbarkeit aufweisen, um eine ausreichende Kräuselung bzw.
Fältelung zu erreichen. Weiterhin überwinden die erfindungsgemäßen Filme viele der kommerziellen und Herstellungsnachteile von üblichen wärmeschrumpfbaren
Elastomeren, da keine Wärmebehandlung notwendig ist, um die vorstehend beschriebene Vorteile zu erreichen.·
Claims (23)
1. Verfahren zur Herstellung eines warmeschrumpf baren Elastomers, ge
kennzeichnet durch
a) einachsiges Orientieren eines Elastomers einer ersten Länge, welches
im wesentlichen aus einem Copolymer von alternierenden Polyamid- und Polyether wiederkehrenden Blockpolymersegmenten besteht, wobei die
Orientierung ohne Anwendung von äußerer Wärme durchgeführt wird, um das Elastomer einachsig auf eine zweite Länge, welche im wesentlichen größer als eine dritte Länge ist, bei welcher eine permanente Deformation des Elastomers auftritt, zu orientieren und
Orientierung ohne Anwendung von äußerer Wärme durchgeführt wird, um das Elastomer einachsig auf eine zweite Länge, welche im wesentlichen größer als eine dritte Länge ist, bei welcher eine permanente Deformation des Elastomers auftritt, zu orientieren und
* b) Freisetzen der einachsigen Spannung, die in der Stufe a) angewandt
wurde, um das Elastomer auf natürliche Weise auf die dritte
Länge, welche im wesentlichen größer als die erste Länge ist, zu entspannen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Elastomer einachsig auf mehr als etwa 2OO % Dehnung orientiert wird, um die zweite Länge zu erreichen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Elastomer einachsig auf etwa 200 % bis etwa 7OO % Dehnung orientiert wird, um die zweite Länge zu erreichen.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Länge etwa 20 % bis etwa 60 % der zweiten Länge beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 weiterhin gekennzeichnet durch
c) Wärmeschrumpfen des Elastomers.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stufe c) so durchgeführt wird, daß das Elastomer Mikro-
25 wellenenergie ausgesetzt wird.
7. Gegenstand mit einem Teil, welches elastisch gefältelt bzw. gekräuselt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß er ein wärmegeschrumpftes Elastomer, hergestellt gemäß Anspruch 5, welches an dem Gegenstand angebracht
ist, umfaßt.
8. Wärmeschrumpfbares Elastomer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer die folgende Formel
besitzt:
O O
Il Il
HR-j-O 4- H
worin R1 ein Polyamid, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Nylon 6,
Nylon 10, Nylon 11, Nylon 12 und Nylon 6,6; R_ ein Polyether, gewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und
Polytetramethylenglykol, und η eine ganze Zahl ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstands mit einem Teil, welches
elastisch gekräuselt bzw. gefältelt ist, gekennzeichnet durch
a) Bilden eines wärmeschrumpf baren Elastomers durch einachsige Orientierung
eines Elastomers einer ersten Länge, welches im wesentlichen aus einem Copolymer aus alternierenden Polyamid- und Polyether wiederkehrenden
Blockpolymersegmenten besteht, wobei die Orientierung ohne Anwendung von äußerer Wärme durchgeführt wird, um das Elastomer
auf eine zweite Länge, welche im wesentlichen größer als eine dritte Länge ist, bei der die permanente Deformation des Elastomers auftritt,
zu orientieren und Freisetzen der einachsigen Orientierung, damit sich das Elastomer natürlich auf die dritte Länge, welche im wesentlichen
größer als die erste Länge ist, entspannen kann,
b) Befestigen des Elastomers, welches in Stufe (a) gebildet wurde, an dem
Teil des Gegenstandes in einer Richtung, welche im allgemeinen parallel zu der gewünschten Kräuselungs- bzw. Fältelungsrichtung ist,
und
c) Wärmeschrumpfen des befestigten Elastomers, um dadurch den Teil
des Gegenstandes elastisch zu kräuseln bzw. zu fälteln, wodurch das Elasiomer nach der Wärmeschrumpfung im wesentlichen elastomerisch
bzw. elastisch wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes g e k e η η zeichnet
durch
a) Bilden eines wärmeschrumpfbaren Elastomers durch einachsige Orientierung eines Elastomers einer ersten Länge, weiches im wesentlichen
aus einem Copolymer aus alternierenden Polyamid- und Polyether wiederkehrenden Blockpolymersegmenten besteht, wobei die Orientierung
ohne Anwendung von äußerer Wärme durchgeführt wird, um das Elastomer auf eine zweite Länge, welche im wesentlichen größer als
eine dritte Länge ist, bei der die permanente Deformation des
Elastomers auftritt, zu orientieren und Freisetzen der einachsigen
Orientierung, damit sich das Elastomer natürlich auf die dritte Länge, welche im wesentlichen größer als die erste Länge ist, entspannen kann,
und 5
b) Befestigen des in der Stufe (a) gebildeten Elastomers an dem Gegenstand.
11. Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin g ekennzeichnet durch
c) Wärmeschrumpfen des befestigten Elastomers, um eine Kräuselung bzw.
Fältelung des Gegenstandes zu verursachen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stufe (c) mittels Mikrowellenenergie durchgeführt wird. 15
13. Gegenstand, hergestellt nach den Verfahren der Ansprüche 9, 10,11
oder 12.
14. Verfahren zur Herstellung eines wärmeschrumpfbaren Elastomers,
gekennzeichnet durch
a) einachsiges Orientieren eines Elastomers mit einer ersten Länge, des
äußere Schichten eines Nichtelastomers und eine Kernschicht, welche zwischen den äußeren Schichten angeordnet ist,
aus einem Elastomer, welches im wesentlichen aus alternierenden
Polyamid- und Polyether wiederkehrenden Blockpolymersegmenten besteht, umf&CitjWobei die Orientierung ohne Anwendung von äußerer Wärme
durchgeführt wird, um das Elastomer auf eine zweite Länge, welche im wesentlichen größer als eine dritte Länge ist, bei der eine permanente
Deformation des Elastomers auftritt, zu orientieren und
b) Freisetzen der einachsigen Orientierung, die in Stufe (a) angewandt
wurde, damit sich das Elastomer natürlich auf die dritte Länge, welche im wesentlichen größer als die erste Länge ist, entspannen
kann.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß vor der Stufe (a) eine Stufe zur Bildung des Elastomers durch Schmelzlaminieren
des Kerns und der äußeren Schichten durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kernschicht etwa 70 bis etwa 90 Gew.-% des Elastomers beträgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, weiterhin gekennzeichnet durch die Stufe (c) Wärmeschrumpfen des
Elastomers.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stufe (c) mittels Mikrowellenenergie durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kernschicht ein Copolymer der folgenden Formel ist:
O O
Il Il
HO·+C-I
worin R1 ein Polyamid, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Nylon 6,
Nylon 10, Nylon 11, Nylon 12 und Nylon 6,6; R2 ein Polyether gewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und
Polytetramethylenglykol und η eine ganze Zahl ist.
20. Gegenstand, hergestellt durch Befestigen eines Elastomers, welches
gemäß Anspruch 14 hergestellt wurde, an einem Teil des Gegenstandes und Wärmeaussetzen des Gegenstandes, um das Elastomer wärmezu-
schrumpfen und dadurch das Teil, an demder Film befestigt ist, zu
fälteln bzw. zu kräuseln.
21. Gegenstand mit einem Elastomer, welches gemäß Anspruch 14 hergestellt
wurde.
22. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die dritte Länge etwa 20 % bis etwa 60 % der zweiten Länge beträgt.
23. Verfahren nach Ansnruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stufe (a) so durchgeführt wird, daß das Elastomer einachsig auf eine zweite länge, welche etwa 2OO % bis etwa 700 % der ersten Länge
beträgt, orientiert wird.
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