DE3855098T2

DE3855098T2 - Aufbau eines elastischen Bandes

Info

Publication number: DE3855098T2
Application number: DE3855098T
Authority: DE
Inventors: Bradley W C O Minn Min M Eaton; Alan J C O Minnesota M Sipinen; Leigh E C O Minnesota Min Wood
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: AU2751488A; KR890009322A; JP2694927B2; BR8806841A; CA1311894C; MX170779B; DE3855098D1; ZA889502B; JPH024366A; AU605005B2; EP0322221B1; EP0322221A2; IN172229B; EP0322221A3; KR970009555B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von elastischen Elementen, die in Wegwerfwindeln oder ähnlichen Artikeln verwendet werden können. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere langgestreckte elastische Elemente, die durch Extrusionsverfahren oder dergleichen ausgeformt werden können und bevorzugte vorteilhafte physikalische Eigenschaften aufweisen.

Hintergrund der Erfindung

Elastische oder dehnbare Bänder sind insbesondere in der Wegwerfbekleidungsindustrie weit verbreitet. Der Begriff "Wegwerfbekleidung" soll Artikel bezeichnen, die nur einmalig oder zeitweilig getragen werden sollen und die schließlich weggeworfen und nicht gewaschen werden. Beispiele dafür sind: Windeln; Wäsche für Erwachsene mit Inkontinenz; Krankenhauskleidung wie Operationskittel und -kappen sowie schuhabdeckungen für Chirurgen; Wegwerfpyjamas; Laborkittel; Duschhauben und ähnliche Artikel. Im allgemeinen werden solche Kleiderstücke aus einem leichten Folien- oder Vliesmaterial hergestellt, wie z.B. aus thermoplastischen Materialien; beschichteten Faservliesfolien oder beschichtetem Papier oder aus Verbundstoffen aus einem oder aus mehreren von diesen Materialarten. Da eine kostengünstige Herstellung im allgemeinen eine entscheidende Bedingung ist, werden solche Kleidungsstücke oft mit Verfahren wie dem Ausstanzen, dem Klebkaschieren, dem Heißversiegeln und dem Ultraschallverschweißen hergestellt und nicht durch die Anwendung von Näh- oder Steppverfahren, wie diese in teureren, dauerhafteren textilen Bekleidungsstücken angewandt werden.
Bei solchen Kleidungsstücken wird es als wünschenswert empfunden, elastische Konstruktionen in der Nähe von Öffnungen vorzusehen, die sich zum Beispiel an den Arm, den Hals, die Taille, den Kopf oder die Beine ihres Trägers anlegen. Eine Elastizität in diesen Bereichen der Kleidungsstücke erfüllt zahlreiche Funktionen, zu denen gehört, daß sie bei einer Vielzahl von Größen der Träger eng anliegen und bei Fällen wie einmal verwendbaren Babywindeln eine abdichtende oder rückhaltende Konstruktion schaffen, zum Beispiel um die Beine eines Babys herum, um ein Auslaufen zu verhindern oder zu verringern.
Es wurden zwei miteinander verwandte Hauptformen entwickelt, um elastisch ausgebildete Öffnungen zu schaffen. Bei einer ersten davon wird ein elastisches Element gestreckt und in einem elastisch kontrahierbaren Zustand an dem Artikel befestigt. Nach der Befestigung an dem Artikel wird die Spannung weggenommen, und das elastische Band zieht sich zusammen und schiebt dadurch den Artikel zusammen oder kräuselt ihn elastisch. Ein auf diese Weise um ein Bein herum befestigtes Band bewirkt zum Beispiel, daß sich die Öffnung für das Bein zusammenzieht. Weist die zusammengezogene Beinöffnung einen kleineren Durchmesser auf als ein beim Gebrauch durch diese hindurchgestecktes Bein, wird das elastische Element bei einem solchen Gebrauch etwas nach außen gedehnt und drückt straff gegen das Beinelement und schafft eine enganliegende oder verschließende Konstruktion.
Es wurde eine Vielzahl von Verfahren zum Befestigen des elastischen Elementes an dem Kleidungsstück oder der Unterlage entwickelt. Dazu gehören das Heißversiegeln, das Ultraschallschweißen sowie das Aufbringen von Haftklebern und dergleichen. In einigen Fällen wurden voneinander beabstandete klebende Einheiten in vorteilhafter Weise eingesetzt, um eine relative Festigkeit oder bevorzugte elastische Kräuselungsmuster zu erzielen.
In der Deutschen Patentschrift DE-A-3,423,644 wird ein Kleidungsstück mit einem gerafften, elastisch ausgebildeten Bereich beschrieben, das insbesondere eine profilierte elastische Bandanordnung mit einer Vielzahl von seitlich beabstandeten Längsrippen aufweist, wobei jede Rippe durch eine im wesentlichen durchgehende, längsgerichtete Übergangszone getrennt ist, die jeweils zwischen den Längsrippen verläuft und mit jeder verbunden ist. Das elastische Band (7) wird als selbstklebend beschrieben, wie dies zum Beispiel in dem US-Patenten Nr. 4,259,220 und Nr. 4,418,123 offenbart ist, in denen elastomere A-B-A-Blockcopolymere beschrieben werden, die sowohl durch mit dem Mittelblock (B) kompatiblen Klebrigmachern als auch durch mit den Endblöcken (A) kompatiblen Klebrigmachern klebrig gemacht werden. Die unterschiedlichen elastischen Eigenschaften werden im allgemeinen geschaffen, indem das Profil der Extrusionsdüsenöffnung verändert wird.
Es wurde eine Vielzahl von elastischen Bandkonstruktionen zur Verwendung in der oben beschriebenen Weise entwickelt. Zu diesen gehören Anordnungen mit einzelnen Bändern. Eine Schwierigkeit bei solchen Anordnungen ist, daß sie relativ anfällig für Probleme sind, denn sie versagen, wenn sie nicht relativ fest sind. Ein Grund dafür ist, daß das Versagen an einer einzigen Befestigungs- oder Klebestelle zu einem Versagen des ganzen Artikels führen kann. Sollte außerdem das einzelne elastische Element brechen oder reißen, kann es ebenfalls zu einem vollständigen Versagen kommen.
Ein weiteres Problem bei einer Anordnung mit einem einzelnen Band besteht darin, daß nur eine relativ schmale Abdichtungs- oder Verschlußstelle gebildet wird, und daß diese, wenn sie relativ schmal ausgebildet ist, die Haut eines Bekleidungsträgers in einem sehr schmalen, örtlich begrenzten Bereich oder Streifen reizen kann.
Auf Grund der oben genannten Probleme wurde eine Vielzahl von Alternativen für eine Anordnung mit einem einzigen Band entwickelt. So wurde zum Beispiel eine Vielzahl von einzelnen, voneinander beabstandeten Bändern eingesetzt, um einen ziemlich breiten elastischen Bereich zu schaffen. Auch wurden netzartige Anordnungen entwickelt, d.h. quer miteinander verbundene Bänder. In einigen Fällen wurden Anordnungen mit relativ breiten elastischen Bändern ins Auge gefaßt. Ebenso wurde ein breites Band entwickelt, das eine Vielzahl von langgestreckten, in Längsrichtung aneinandergeschweißten Elementen umfaßt.
Die oben beschriebenen Anordnungen haben zwar ihre Zwecke und Vorteile, jedoch ist keine davon ganz befriedigend. Bei Anordnungen mit mehreren Bändern oder bei netzartigen Anordnungen kann die Befestigung an der Unterlage oder dem Kleidungsstück zu einem Problem werden. Ein Grund dafür ist, daß nur eine relativ schmale Stelle zur Befestigung mit Klebstoff vorhanden ist, d.h. eine Stelle für das Zusammengreifen zwischen einem relativ schmalen Bandelement und der breiteren Unterlage. Eine schmale Klebestelle bietet eine wesentliche Gefahr für ein Versagen und wird somit zum Problem. Des weiteren können Anordnungen mit mehreren Bändern relativ teuer herzustellen sein, da komplizierte und präzis wirkende Befestigungsmechanismen und Klebstoffauftraganordnungen notwendig sein können.
Netzartige Anordnungen können Vorteile bieten, jedoch auch zu Problemen führen, zum Teil wegen der Herstellungskosten. Auch wenn dünne oder schmale Bänder benutzt werden, kann das Befestigen immer noch schwierig sein. Breite, dicke, elastische Bänder sind ebenfalls nicht ganz befriedigend. In manchen Fällen können diese so dick und fest sein, daß sie sich nicht so sehr strecken, daß sie bequem wären. In anderen Fällen können sie relativ teuer herzustellen sein, da zu ihrer Konstruktion eine relativ große Menge an Material eingesetzt werden muß.
Bei einem zweiten Hauptverfahren zur Schaffung eines elastischen Bandelementes auf einer Unterlage, wie zum Beispiel auf einer Wegwerfwindel oder dergleichen, wird ein Band aus einem wärmeschrumpfbaren elastischen Material verwendet. Das Material wird im allgemeinen in einem dimensionell wärmeinstabilen Zustand auf der Unterlage befestigt. Dann wirkt auf die Kombination aus Unterlage und elastischem Element eine aktivierende Wärme ein, die das elastische Element schrumpft und eine Raffung oder elastische Kräuselung herstellt. Wird das für das elastische Band zu benutzende Material richtig ausgesucht, kann es so hergestellt werden, daß es in geeigneter Weise elastisch wird, sobald es geschrumpft ist, und sich auf diese Weise um einen Arm, ein Bein, einen Hals usw. herum streckt und die gewünschte verschließende oder abdichtende Funktion erfüllt.
Das Wärmeschrumpfverfahren kommt bei einer Vielzahl von physischen Ausführungsformen zur Anwendung. Zum Beispiel können Anordnungen mit mehreren Bändern wie auch netzartige Anordnungen und dergleichen verwendet werden. Bei mindestens einem Einsatzgebiet wurden mehrere Bänder innerhalb einer Anordnung mit einer Unterlage aus einem Verbundstoff vorgesehen.
Die Probleme bei Anordnungen aus herkömmlichen wärmeschrumpfbaren elastischen Bändern treten im allgemeinen parallel zu den oben beschriebenen auf. Werden Anordnungen mit mehreren Bändern verwendet, sind sie oft relativ kompliziert herzustelllen oder aufzubringen. Aus Verbundstoffen konstruierte Anordnungen sind oft für die Anwendung bei vielen Arten von Wegwerfartikeln zu teuer. Werden relativ schmale Bänder verwendet, kann es zu Problemen mit dem Aufbringen des Klebstoffs kommen. Werden relativ breite Bänder verwendet, können Probleme durch eine nicht ausreichende Elastizität und/oder durch zu hohe Materialkosten entstehen.
Es ist wichtig, nochmals zu betonen, daß ein Hauptzweck von elastischen Bändern wie den hier genannten darin besteht, Unterlagen in Wegwerfbekleidung elastisch zu kräuseln. Daher ist es von Belang, daß die Kosten im wesentlichen auf oder nahe an einem Minimum gehalten werden, damit sich ein Wettbewerbsvorteil ergibt. Somit sind relativ komplizierte Anordnungen aus Verbundstoffen, relativ komplizierte Befe stigungsmechanismen mit mehreren Bändern und relativ schwer verwendbare Anordnungen mit Klebstoff im allgemeinen möglichst zu vermeiden. Des weiteren wird bevorzugt eine minimale Menge an elastischem Bandmaterial pro Unterlage oder Kleidungsstück verwendet, um die Konstruktionskosten niedrig zu halten. Es ist wichtig, daß eine elastische Konstruktion geschaffen wird, die leistungsfähig und wirkungsvoll ist, um sich den Erfordernissen des Marktes und des Wettbewerbs anzupassen.
Notwendig war die Herstellung einer elastischen Bandkonstruktion, die sich relativ leicht zustandebringen und auf oder in Verbindung mit Unterlagen wie Wegwerfkleidung oder dergleichen aufbringen läßt. Notwendig war des weiteren eine solche Bandkonstruktion, die leistungsfähig und wirkungsvoll im Gebrauch ist und eine gute, bequeme verschließende oder abdichtende Anordnung schafft, wenn sie um eine Arm- oder Beinöffnung oder dergleichen herumgelegt wird. Schließlich war es notwendig, eine solches elastisches Band zu schaffen, das relativ schnell, wirkungsvoll und kostengünstig in großen Mengen hergestellt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine bevorzugte elastische Bandkonstruktion, ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Bändern mit der bevorzugten Konstruktion und Artikel, wie zum Beispiel Wegwerfwindeln, bei denen elastische Bänder mit der bevorzugten Konstruktion verwendet werden.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine profilierte elastische Bandanordnung mit einer Vielzahl von seitlich beabstandeten Längsrippen geschaffen, wobei jede Rippe durch eine im wesentlichen durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Übergangszone getrennt ist, die sich jeweils zwischen den Längsrippen erstreckt und mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rippen wenigstens eine erste Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,635 mm und eine Breite im Bereich von etwa 0,25 mm bis 5,1 mm besitzt, jede Übergangszone eine Breite im Bereich von 0,25 bis 5,1 mm sowie eine zweite Dicke besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke, so daß das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke 2 : 1 bis 10 : 1 beträgt, wobei die Breite der Übergangszonen größer ist als die Breite der Rippen, so daß die Rippen wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelemente dienen können.
Ebenso wird ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bandes geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt:
(a) Bereitstellen einer Düse mit einer Öffnung, die so geformt ist, daß aus dem durch die Düse extrudierten Material eine Vielzahl dicker Zonen gebildet wird, die jeweils durch eine dünne Zone voneinander getrennt sind;
(b) Bereitstellen eines extrudierbaren heißen thermoplastischen Elastomers;
(c) Extrudieren des heißen thermoplastischen Elastomers durch die profilierte Düse, so daß ein heißes Band aus extrudiertem Elastomer entsteht, welches folgendes aufweist:
die Vielzahl von seitlich beabstandeten Längsrippen und eine im wesentlichen durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Übergangszone von einer Dicke, die im wesentlichen gleich ist der Dicke der mit der profilierten Düse hergestellten dünnen Zone, die zwischen den Längsrippen verläuft und mit diesen verbunden ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß:
(d) das heiße Band abgeschreckt wird und eine elastische Bandanordnung bildet, bei der jede der Rippen wenigstens eine erste Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,635 mm und eine Breite im Bereich von etwa 0,25 mm bis 5,1 mm besitzt, jede Übergangszone eine Breite im Bereich von 0,25 mm bis 5,1 mm sowie eine zweite Dicke besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke, so daß das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke 2 : 1 bis 10 : 1 beträgt, wobei die Breite der Übergangszonen größer ist als die Breite der Rippen, so daß die Rippen wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelemente dienen können.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines elastischen Bandes gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt folgende Schritte:
(a) Bereitstellen eines extrudierbaren heißen thermoplastischen Elastomers;
(b) Bereitstellen einer Extrusionsanlage zur Herstellung eines langgestreckten heißen Bandes aus dem thermoplastischen Elastomer;
(c) Bereitstellen einer Walzenanlage, bestehend aus ersten und zweiten Walzen mit einem Walzenspalt dazwischen;
(d) Extrudieren des Elastomers durch die Extrusionsanlage, um das langgestreckte heiße Band herzustellen;
(e) Führen des langgestreckten heißen Bandes durch den Walzenspalt in der Walzenanlage;
die insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Walze eine profilierte Außenseite mit einer Vielzahl von im Abstand angeordneten, im wesentlichen parallelen Furchen darin besitzt, die eine Vielzahl von langgestreckten parallelen Längsrippen in dem Band bilden, die durch im wesentlichen durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Übergangszonen getrennt sind, die jeweils zwischen den Längsrippen verlaufen und mit diesen verbunden sind, und daß das Band nach Ausbildung der Rippen darin abgekühlt wird, wobei jede der Rippen wenigstens eine erste Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,635 mm und eine Breite im Bereich von etwa 0,25 mm bis 5,1 mm besitzt, jede Übergangszone eine Breite im Bereich von 0,25 bis 5,1 mm sowie eine zweite Dicke besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke, so daß das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke 2 : 1 bis 10 : 1 beträgt, wobei die Breite der Übergangszonen größer ist als die Breite der Rippen, so daß die Rippen wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelement dienen können.
Die elastische Bandanordnung besteht vorzugsweise aus einem nichtklebenden thermoplastischen Elastomer.
Ein ins Auge gefaßtes Verfahren zur Herstellung von wärmeunbeständigen, wärmeschrumpfbaren Bändern gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt den Schritt der Orientierung der Bänder in Längsrichtung im Anschluß an die Herstellung mit einem der oben beschriebenen Verfahren. Bei der Orientierung in Längsrichtung wird das Band bei etwas erhöhten Temperaturen gestreckt, worauf man das Band abkühlen läßt, das dabei in gestrecktem Zustand verbleibt. Die Prozeßbedingungen, d.h. Temperatur, Druck im Walzenspalt und Längendifferenz, richten sich nach dem gewünschten Grad der Streckung und der chemischen Zusammensetzung der Bänder und können von den Fachleuten in der Technik mühelos ausgewählt werden.
Ein bevorzugter Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung, wie z.B. eine Wegwerfwindel, umfaßt eine Unterlage und ein auf der Unterlage befestigtes elastisches Band, wobei das elastische Band eine Vielzahl von seitlich beabstandeten Rippen aufweist, wobei jede der Rippen wenigstens die angegebene erste Dicke und die angegebene Breite besitzt, sowie eine im wesentlichen durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Übergangszone, die jeweils zwischen den Längsrippen verläuft und mit diesen verbunden ist, wobei jede Übergangszone eine festgelegte Breite aufweist und auch eine Dicke in dem festgelegten Bereich besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke.
Im allgemeinen umfassen elastische Bänder gemäß der Erfindung in Längsrichtung profilierte oder gerippte, einstückig ausgebildete Streifen. Das heißt, jedes Band weist im Abstand angeordnete dickere Zonen oder Rippen auf, die vorzugsweise in Längsrichtung verlaufen, und im wesentlichen keine Öffnungen oder keine netzartige Konstruktion. Im wesentlichen durchgehende Übergangszonen oder dünnere Zonen verlaufen im wesentlichen vollständig längs und zwischen den langgestreckten dickeren Zonen oder Rippen und trennen jede Rippe von der nächsten benachbarten Rippe. Die dickeren Rippen bilden infolge der Trennung zum Teil einzelne Kontraktionskräftebereiche. Die dünnere(n) Zone(n) bildet (bilden) ein Mittel zum Verbinden der teilweise selbständigen dickeren elastischen Zonen oder Rippen zu einer einheitlichen Konstruktion zwecks leichter Herstellung, Aufbringung und Benutzung. Alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weisen zwar eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Rippen auf, es sei jedoch angemerkt, daß mindestens eine Ausführungsform (die mit nur 2 Rippen) nur eine dünnere oder Übergangszone aufweisen kann.
Bestimmte bevorzugte elastische Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen eine im wesentlichen flache, d.h. ungerippte Seite, um die Befestigung auf der Unterlage zu erleichtern. Das heißt, bei dieser Ausführungsform weist das Band einander gegenüberliegende Seiten auf, von denen die eine flach ist und die andere Rippen darauf besitzt, die von dieser nach außen hervorstehen. Durch die relativ flache Seite wird das Befestigen leichter, denn sie bildet eine relativ breite Gesamtfläche zum Kontakt mit Klebstoffen oder zum Heißversiegeln, Ultraschallschweißen usw. Infolgedessen ist es unwahrscheinlich, daß ein Versagen der Verklebung an einer speziellen, örtlich begrenzten Stelle die Brauchbarkeit des elastischen Bandes insgesamt bei der Herstellung der elastisch gekräuselte Konstruktion verhindert. Des weiteren ist die Befestigung auf einer Unterlage relativ einfach, da nur ein relativ breites Band verwendet wird, wobei Probleme mit der Handhabung von mehreren schmalen Bändern vermieden werden.
Bevorzugte elastische Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus extrudierbaren thermoplastischen elastomeren Materialien hergestellt. Gemäß einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird die gewünschte Bandkonstruktion hergestellt durch Extrudieren eines heißen thermoplastischen Materials durch eine in geeigneter Weise profilierte Düse. Nach einem solchen Extrusionsverfahren folgt im allgemeinen eine sofortige Abschreckung, vorzugsweise in einem Wasserbad, damit die gewünschte physische Form bewahrt bleibt.
Gemäß einem alternativen Verfahren zur Herstellung von profilierten elastischen Bändern gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein langgestrecktes extrudiertes Band aus einem relativ heißem, formbarem thermoplastischem Material durch einen Walzenspalt zwischen benachbarten Walzen einer Walzenanlage geführt. Wenigstens eine der Walzen ist mit einer in geeigneter Weise konstruierten, profilierten Oberfläche versehen, so daß das heiße Band in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Vorzugsweise ist wenigstens eine der Walzen eine gekühlte oder kalte Walze, die somit die Kühlung des elastischen Bandes so sehr erleichtert, daß das geformte Band seine Form beibehält.
Bei bevorzugten Verfahren zur Verwendung der elastischen Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese durch Klebstoffe, Ultraschallschweißen, Heißversiegeln oder ähnliche Verfahren auf einer elastisch zu kräuselnden Unterlage befestigt. Werden nicht wärmeschrumpfbare elastomere Bänder hergestellt, wird das elastische Bandmaterial bei dem Verwendungsverfahren im allgemeinen in einem gewünschten Umfang gestreckt, bevor es auf der Unterlage befestigt wird. Bei diesem Verfahren erfolgt die Befestigung, während das elastische Band unter Spannung ist, so daß die Unterlage, sobald das Band befestigt und die Spannung weggenommen ist, zusammengezogen, gerafft oder elastisch gekrguselt wird. Werden wärmeschrumpfbare Bänder in der oben beschriebenen Weise hergestellt, können sie ohne wesentliche Spannung befestigt und dann wärmebehandelt werden, so daß sie schrumpfen und eine elastische Kräuselung bewirken.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Gesamtanordnung einer Unterlage oder eines Kleidungsstücks mit einem elastomeren Abschnitt, der durch das Befestigen eines elastischen Bandes in der oben beschriebenen Weise auf einem ausgewählten Abschnitt der Unterlage entsteht.
Die Zeichnungen sind Bestandteil dieser Beschreibung und zeigen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und veranschaulichen dabei Merkmale derselben. Es versteht sich, daß die zugehörigen Materialdicken und die relativen Größen der Elemente in einigen Fällen der Deutlichkeit halber übertrieben groß dargestellt sind. Ebenso versteht es sich, daß einige der Zeichnungen lediglich schematisch sind und dadurch repräsentativ sind für eine Vielzahl von anwendbaren Verfahren oder Konstruktionen.

Kurze Beschreibung der Zeichungen

Fig. 1 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht von oben auf eine elastische Bandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht von unten auf die in Fig. 1 dargestellte Anordnung.
Fig. 3 ist eine im allgemeinen längs der Linie 3 - 3 von Fig. 1 geführte Querschnittsansicht.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht einer dritten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer Profildüsenanordnung, die sich zur Herstellung eines elastischen Bandes gemäß Fig. 1 eignet.
Fig. 8 ist eine schematische Seitenansicht, die ein Verfahren zur Herstellung einer elastischen Bandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist eine schematische Seitenansicht, die ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer elastischen Bandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist eine allgemein längs der Linie 10 -10 von Fig. 9 geführte Querschnittsansicht.
Fig. 11 ist eine fragmentarische, allgemein längs der Linie 11 - 11 von Fig. 9 geführte Querschnittsansicht.
Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht einer Wegwerfwindel, in der sich eine elastische Bandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung befindet, wobei Teile zwecks Darstellung von Einzelheiten im Innern herausgebrochen sind.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und von alternativen Ausführungsformen

Elastische Bandkonstruktion

In Fig. 1-3 ist eine bevorzugte elastische Bandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein die bevorzugte Bandkonstruktion. Das Band 1 umfaßt einen langgestreckten Streifen 2 mit einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten oder Seitenabschnitten 3 bzw. 4. Der Streifen 2 weist eine durchgehende und einstückige Konstruktion auf, d.h. er ist aus einem Stück geformt und enthält vorzugsweise kein Muster mit Öffnungen oder Löchern darin. Auf Grund dieser Konstruktion wird es leichter, den Streifen 2 auf einer Unterlage zu befestigen, wie zum Beispiel auf einem Wegwerfkleidungsstück oder einer Wegwerfwindel. Ein Grund dafür ist, daß relativ große Bereiche des Bandes als Verklebestellen vorhanden sind. Bei der in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsform bildet die Seite 4 eine Verklebefläche zur Befestigung auf einem Kleidungsstück oder dergleichen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Seite 4 im wesentlichen flach (Fig. 2) und erleichtert dadurch das Befestigen.
Auf dem einstückigen Streifen 2 ist eine Vielzahl von im Abstand angeordneten Rippen oder dicken Zonen 10 untergebracht. Die Rippen 10 verlaufen vorzugsweise im wesentlichen parallel zueinander längs der gesamten Länge des Streifens 2. Die Rippen 10 sind durch im wesentlichen durchgehende dünne Zonen oder Bereiche 11 voneinander beabstandet. Der Streifen 2 ist vorzugsweise aus einem elastomeren Stoff in einer solchen Weise hergestellt, zum Beispiel in der unten beschriebenen, daß die Zusammensetzung des Streifens 2 durchweg konstant ist. Das heißt, die dünnen Zonen oder Bereiche 11 und die dicken Zonen oder Bereiche 10 bestehen aus dem gleichen Material. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Rippen 10 in der Seite 3 ausgebildet und ragen aus dieser nach außen heraus.
Die Zwecke der dicken Zonen 10 und der dünnen Zonen 11 sind etwas unterschiedlich, und durch das Vorhandensein von beiden ergeben sich Vorteile. Die dicken Zonen 10 sorgen in einem hohen Maße für eine große Festigkeit und Elastizität des Streifens 2 in Längsrichtung. Das heißt, die Rippen 10, die dick sind und aus einem elastomeren Stoff bestehen, sorgen für eine sehr große, rücksprungfähige Zugkraft.
Die relativ dünnen Zonen 11 bieten einzigartige Vorteile. Erstens erleichtern sie das Befestigen von mehreren Rippen 10 auf der Unterlage, da die Zonen 11 die Rippen 10 in einer richtigen Stellung zueinander halten und es ermöglichen, alle Rippen 10 leicht und gleichzeitig mit einem einzigen Befestigungsgerät oder einer einzigen Aufbring-vorrichtung zu behandeln. Des weiteren bilden die dünnen Zonen 11 bei der bevorzugten Ausführungsform eine breite Fläche zum Aufbringen von Klebstoffen oder dergleichen und erleichtern das Befestigen auffast jeder Unterlage.
Aus zahlreichen Gründen wird ein beabstandetes Gesamtverhältnis zwischen den Rippen 10 bevorzugt, das durch die dünnen Zonen 11 aufrechterhalten wird. Erstens wird eine relativ große elastische Bandbreite geschaffen. Ein breites elastisches Band ist sowohl optisch ansprechend als auch bequemer. Auch entsteht eine bessere Abdichtung oder ein besserer Verschluß, da eine größere Oberfläche beteiligt ist. Es ist unwahrscheinlich, daß durch das Versagen einer einzelnen Rippe 10 die Elastizität der gesamten Anordnung wesentlich geschmälert wird, da weitere Rippen vorhanden sind und die dünnen Zonen 11 dazu beitragen, die Spannung zu verteilen. Des weiteren ist es unwahrschein-lich, daß irgendeine Verformung, die in einem Abschnitt des Streifens 2 entstehen kann, oder ein scharfer Gegenstand, der in Zusammenhang damit benutzt wird, im wesentlichen gleichzeitig nachteilig auf alle Rippen 10 einwirken. Auf diese Weise kann die strukturelle Unversehrtheit des Streifens 2 beim Aufbringen und Gebrauch sowie unter Beanspruchung leichter aufrechterhalten werden.
Bei den in Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsformen ist der Streifen 2 mit drei Rippen 10 dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß eine Vielzahl von alternativen Ausführungsformen vorgesehen werden kann, die eine unterschiedliche Anzahl von Längsrippen 10 und dünnen Zonen 11 aufweisen. Zu den Möglichkeiten zählt auch eine nicht dargestellte Ausführungsform mit zwei Rippen, die durch eine einzige dünne Zone getrennt sind.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Streifen 2 dargestellt. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Zonen 11 sehr dünn im Verhältnis zu den Rippen 10 sind. Das Verhältnis der Dicke der Rippen zur Dicke der dünnen Zonen, das in Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden soll, beträgt 2: 1 bis 10 : 1. Solche Verhältnisse führen zu einer akzeptablen Unversehrtheit insgesamt, während sie gleichzeitig die Festigkeit in Längsrichtung und die Elastizität der gesamten Anordnung in den Rippenabschnitten des Streifens 2 in hohem Maße aufrechterhalten.
Es ersteht sich, daß die Gesamtdicke des Streifens 2 und insbesondere die der Rippen 10 zum Teil von der Beschaffenheit des elastomeren Materials abhängt, aus dem der Streifen 2 besteht, und auch von der angestrebten Gesamtfestigkeit des Streifens 2. Jedoch muß die Gesamtdicke der Rippen 10 im Bereich von 0,100 Milimetern (mm) bis 0,635 mm und vorzugsweise im Bereich von 0,150 mm bis 0,635 mm liegen.
Die Gesamtbreite der dicken Zonen und der dünnen Zonen richtet sich im allgemeinen nach der gewünschten Gesamtfestigkeit des Streifens und nach der zu einem speziellen Zweck gewünschten Breite des elastischen Bandes. Der Breitenbereich bei den dickeren Zonen beträgt jedoch 0,250 mm bis 5,1 mm, vorzugsweise 0,760 mm bis 2,5 mm, und die Gesamtbreite der dünneren Zonen 11 liegt im Bereich von 0,250 mm bis 5,10 mm, vorzugsweise von 0,760 mm bis 2,50 mm.
Die dünnen Zonen 11 sind relativ breit im Vergleich zu der Breite der Rippen 10, damit sichergestellt ist, daß die Rippen weit genug voneinander beabstandet sind. Ein Grund dafür ist, daß zu vielen Zwecken gewährleistet werden soll, daß die Rippen 10 wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelemente dienen können. Dadurch ist es wiederum unwahrscheinlich, daß das Versagen von einer nachteilig auf die anderen wirkt. Ein weiterer Grund für den breiten Abstand ist, daß die Beschädigung von benachbarten Rippen vermieden werden soll, wenn eine Rippe infolge Verformung oder Berührung mit einem scharfen Gegenstand oder dergleichen unter Spannung kommt. Ein weiterer Grund für den relativ breiten Abstand ist, daß ein relativ breites elastisches Band geschaffen werden soll, um Hautreizungen zu vermindern. Vorzugsweise beträgt die Breite der durchschnittlichen dünneren Zone 11 mindestens 50 Prozent der Breite der durchschnittlichen Rippe 10. Es versteht sich, daß die dünnen Zonen 11 nicht alle gleich breit zu sein brauchen.
Aus Fig. 2 wird ein Vorteil der bevorzugten Ausführungsform mit der relativ flachen Unterseite 4 erkennbar. Da die Seite 4 relativ breit und flach ist, läßt sich ein Klebstoffleicht zwischen die Seite 4 des Streifens 2 und einen Abschnitt einer Unterlage aufbringen, wie zum Beispiel einer Wegwerfwindel oder dergleichen.
Es ist anzumerken, daß die Rippen 10 der Ausführungsform gemäß Fig. 1-3 eine im allgemeinen gerundete Außenfläche aufweisen, die einer halbovalen oder halbkreisförmigen Anordnung entspricht. Es versteht sich, daß eine Vielzahl von Formen verwendet werden kann. In Fig. 4 ist zum Beispiel ein Querschnitt einer Ausführungsform dargestellt, bei der die Rippen 20 einen im allgemeinen quadratischen Querschnitt aufweisen und durch Übergangszonen 21 getrennt sind. In Fig. 5 ist ein insgesamt ovaler Querschnitt für die Rippen 22 dargestellt. Aus dem Vergleich von Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 ist zu ersehen, daß eine Vielzahl von Querschnittsformen vorgesehen werden kann. Jede der dargestellten Querschnittsarten kann Vorteile für spezielle Zwecke aufweisen, insbesondere hinsichtlich eines allgemeinen optischen Erscheinungsbildes, der Festigkeit, der Streckung und der leichten Herstellbarkeit.
Es ist anzumerken, daß jede der Ausführungsformen in Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 eine Seite aufweist, die der Unterseite 4 entspricht. Durch eine solche Anordnung ergeben sich zwar Vorteile, eine solche flache Seite ist jedoch nicht erforderlich, um einige der Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen, wie durch die Ausführungsform gemäß Fig. 6 veranschaulicht wird.
In Fig. 6 ist ein insgesamt einstückiger Streifen 24 mit einer Vielzahl von Rippen 25 zu sehen, die mittels langgestreckter dünner Zonen 26 miteinander verbunden sind. Die Ausführungsform von Fig. 6 unterscheidet sich stark von der der vorhergehenden Figuren darin, daß die Rippen 25 in beiden Richtungen (hier als nach oben und nach unten dargestellt) aus den dünnen Zonen 26 herausragen; das heißt, beide einander gegenüberliegenden Seiten 28 und 29 sind mit Rippen versehen. Eine solche Anordnung kann in manchen Situationen wegen des optischen Erscheinungsbildes bevorzugt werden. Auch kann eine solche Anordnung zu einer gleichmäßigeren Streckung jeder Rippe 26 längs ihres Querschnitts bei Spannung führen, zum Beispiel beim Aufbringen auf eine Unterlage. Das heißt, die obere und die untere Seite 28 und 29 können beim Strecken und Aufbringen im wesentlichen gleich stark beansprucht werden. Das wäre zum Beispiel bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 nicht ohne weiteres der Fall, da die unteren Abschnitte der Rippen 20 in bezug auf die Übergangszonen 21 räumlich in einem anderen Abstand angeordnet sind als die oberen Abschnitte der Rippen 20.
Es ist anzumerken, daß die Ausführungsform gemäß Fig. 6 in einigen Fällen etwas schwieriger zu befestigen sein kann als die vorher beschriebene Ausführungsform, da keine äußerst breite, flache Fläche vorhanden ist, die das Befestigen leichter macht. Trotzdem könnte sie insbesondere dann, wenn ein Streifen gemäß Fig. 6 aus ausreichend weichem Material hergestellt würde, so flach gedrückt werden, daß das Befestigen leichter wird. Des weiteren wird das Befestigen erleichtert, wenn wenigstens einige Rippen mit einem ausreichend breiten Querschnitt gewählt werden. Das ist in Fig. 6 als Beispiel dargestellt durch die besonders breite mittige Rippe 31. Es versteht sich, daß die einander gegenüberliegenden Seiten 28 und 29 bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform zwar im wesentlichen identisch sind, jedoch keine Notwendigkeit besteht, daß sie dies sein müssen. Das heißt, die Rippen auf verschiedenen Seiten können unterschiedliche Profile aufweisen, brauchen jedoch nicht unbedingt einander gegenüber angeordnet zu sein.
Bei den in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Ausführungsformen besitzen alle Rippen einen im wesentlichen identischen Querschnitt. Durch Vergleich mit Fig. 5 und Fig. 6 wird jedoch klar, daß dies nicht bei allen Ausführungsformen erforderlich ist. Rippen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen und sogar unterschiedlichen Gesamtformen können vorteilhaft auf viele verschiedene Arten eingesetzt werden.
Unterschiedliche Rippendicken, d.h. Größen und Festigkeiten, können zum Beispiel zu einer größeren Festigkeit und Streckbeständigkeit gegenüber einem ausgewählten Abschnitt der Gesamtbreite des Streifens führen. Das kann zum Beispiel von Nutzen sein, wenn ein eng anliegender Sitz in einem Abschnitt eines Kleidungsstücks oder dergleichen geschaffen werden soll, das so groß ist, daß es über ein Körperteil gezogen werden kann, das keine konstante Querschnittsfläche aufweist. Ein Handgelenk einer typischen Person wird zum Beispiel in seinem Umfang größer, je näher es dem Ellenbogen kommt. Soll ein breites elastisches Element gemäß der vorliegenden Erfindung im Ärmelaufschlag eines Kleidungsstücks eingesetzt werden, kann es wünschenswert sein, daß ein Abschnitt, der näher am Ellenbogen liegt, weniger streckfest ist als ein Abschnitt, der näher an der Hand liegt, um die Bequemlichkeit zu verbessern. Das ließe sich leicht erreichen durch den Einsatz von Rippen, die näher am Ellenbogen relativ dünn sind im Vergleich zu den näher an der Hand befindlichen Rippen.
Ein weiterer Grund, weshalb eine Vielzahl von Rippenformen oder -konstruktionen wünschenswert sein kann, liegt in der Ästhetik. Auch wenn die Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung im allgemeinen Wegwerfartikel sein sollen, kann jedoch oft eine attraktiv gestaltete Form erwünscht sein, die sich mit den Streifen gemäß der vorliegenden Erfindung zustandebringen läßt.

Herstellungsverfahren

Ein spezieller Vorteil von elastischen Bandkonstruktionen gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß diese rasch, wirkungsvoll, bequem und relativ kostengünstig hergestellt werden können. Ein Grund dafür ist, daß sich die insgesamt einstückige Konstruktion zur Herstellung durch Extrusionsverfahren eignet. Da keine netzartige oder mit Öffnungen versehene Anordnung vorliegt, wird das Herstellungsverfahren leichter. Zwei besonders bequeme Herstellungsverfahren sind in Fig. 7-11 beschrieben. Das Verfahren in Fig. 7 und 8 betrifft die Herstellung mittels Extrusion durch eine Profildüse. Das Verfahren gemäß Fig. 9-11 betrifft die Herstellung mittels Extrusion durch einen Walzenspalt.

A. Herstellung mittlels Extrusion durch eine Profildüse

Im allgemeinen ist das Material, aus dem einstückig ausgebildete Stränge gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, so beschaffen, daß es in heißem Zustand im wesentlichen biegsam und/oder formbar ist, jedoch eine gewählte Struktur beibehält, sobald es abgekühlt ist. Wie oben erläutert, können die einstückigen Stränge gemäß der Erfindung aus jeder von zwei Arten bestehen, aus einer ersten Art, die zu einer Konstruktion zum Aufbringen auf eine Unterlage in einem gestreckten Zustand geformt wird, und aus einer zweiten Art, die wärmeunbeständig ausgebildet ist, so daß sie beim Erhitzen stark schrumpft und eine Unterlage, auf der sie befestigt ist, elastisch kräuselt. Jede dieser beiden Formen kann mit jedem der beiden hierin beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
Da das Rohmaterial zur Herstellung der einstückigen Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung in heißem Zustand extrudierbar ist, erfolgt bei einem besonders wirkungsvollen Herstellungsverfahren eine Extrusion durch eine Profildüse, d.h. eine Düse mit geeigneter Konfiguration zur Formung von durch diese extrudiertem heißem Material. In Fig. 7 ist die Düse 43 mit einem Profilkanal 44 von geeigneter Form dargestellt, so daß sie ein einstückiges Band gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen kann. Es versteht sich, daß der Profilkanal 44 eine Vielzahl von Formen aufweisen kann, um sich an einstückige Bänder mit unterschiedlichen Strukturen anpassen zu können. Der Kanal 44 der dargestellten Düse 43 weist eine Form auf, die sich zur Ausbildung des Bandes von Fig. 4 eignet. Die Düse 43 ist so dargestellt, daß der Kanal 44 bei Bedarf herausgenommen und durch einen Kanal von anderer Form ersetzt werden kann.
Im allgemeinen werden die Bänder gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt durch Extrudieren des heißen Polymers oder der heißen Polymermischung, typischerweise bei einer Temperatur von etwa 150 ºC bis 235 ºC, durch eine profilierte Extrusionsdüse, wie z. B. die Düse 43, und durch Abschrecken, typischerweise indem das ausgebildete Band durch einen mit Wasser gefüllten Abschreckbehälter mit einer eingetauchten Abziehvorrichtung geführt wird. Dieses Verfahren ist schematisch in Fig. 8 dargestellt.
In Fig. 8 ist die Profildüse mit einem Strang oder Band 51 aus heißem extrudiertem Material dargestellt, das aus dieser in den Abschreckbehälter 52 hineinreicht. Der Behälter 52 ist mit Wasser 53 gefüllt, wobei das Wasser in manchen Fällen zum Beispiel auf 4 - 16 ºC gekühlt sein kann. Nach dem Abschrecken ist das Band 51 so stark abgekühlt, daß es seine Form bewahrt. Es sind Stützwalzen 56 dargestellt, die das abgeschreckte Band 57 zu einer Aufwickelwalze 58 führen.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel wird eine Profildüse benutzt, die ungefähr die Form der fertigen Bänder besitzt. Bei bevorzugten Einsatzzwecken beträgt das Verhältnis der Länge des Führungskanals zu der Öffnungshöhe der Profildüse mindestens 10. Dieses Verhältnis bezeichnet die Länge des Strömungsweges durch die Düse zur Dicke der Öffnung. Es können zwar andere Verhältnisse angewandt werden, bei bevorzugten Einsatzzwecken wird jedoch ein solches Verhätnis benutzt, da es zur raschen Ausbildung der gewünschten Bänder führt. In Fig. 8 ist zu sehen, wie aus dem Vorratsbehälter und dem Extruder 59 Material durch die Düse 50 gedrückt wird.
Gewünschte Extrusionsformen lassen sich mit Profildüsen herstellen, die auf eine andere als die gewünschte Endform zugeschnitten sind, zum Beispiel indem die Länge des Führungskanals variiert wird, um das Bild der durch die Düsenplatte führenden Strömung zu verändern und zu bewirken, daß mehr (oder weniger) Material durch spezifische Bereiche fließt. Solche Düsen sind in bezug auf die sich ändernden Materialien und Laufbedingungen weniger flexibel und werden darum nicht bevorzugt.

B. Formung durch Einsatz einer Profilwalzenanordnung

In Fig. 9-11 ist ein wahlweises Verfahren zur Herstellung von einstückigen Bändern gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im allgemeinen erfolgt bei dem Verfahren eine Extrusion zwischen Walzen, die in geeigneter Weise profiliert sind, so daß sie in dem Band eine bevorzugte Struktur herbeiführen. Das gesamte Verfahren ist schematisch in Fig. 9 dargestellt.
In Fig. 9 ist ein Extruder zusammen mit einer Schlitzextrusionsdüse 65 zu sehen, wobei ein Band 66 aus einem heißschmelzbaren Extrudat aus dieser nach außen heraus-ragt. Das Band 66 wird durch einen Walzenspalt 67 zwischen den Walzen 70 und 71 geführt. Das Bezugszeichen 72 bezeichnet einen Vorratsbehälter und einen Extruder für polymeres Material.
Vorzugsweise wird wenigstens eine der Walzen 70 und 71 gekühlt, d.h. sie wird so stark gekühlt, daß sie bewirkt, daß der Bandartikel 73 das gewünschte Profil oder die gewünschte Konfiguration beibehält.
Die Walzen 70 und 71 bilden eine kompletten Walzenanlage 75, die so profiliert ist, daß sie dem heißen Band 66, wenn dieses hindurchläuft, eine bevorzugte Form verleiht. Die Walze 70 kann zum Beispiel Schlitze, Furchen oder dergleichen aufweisen, durch die das Band 73 eine bevorzugte Form erhält. In Fig. 10 und Fig. 11 wird ein Beispiel dafür gegeben. In Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Bandes 66 dargestellt. Es versteht sich, daß die Düse 65 das Band 66 mit einem im allgemeinen rechteckigen, d.h. unprofilierten Querschnitt versieht.
In Fig. 11 ist zu sehen, wie das ausgebildete Band 73 zwischen den Walzen 70 und 71 nach außen herausläuft. Die Walzen 70 und 71 sind in geeigneter Weise profiliert, um dem Band 73 eine ausgewählte Form zu verleihen. Insbesondere ist die Walze 70 mit einem aus eingelassenen parallelen Furchen bestehenden Profil in dem Abschnitt 76 dargestellt, damit das Band 73 eine Querschnittsform analog der des Bandes 2 in Fig. 1 erhält. Es versteht sich, daß in ähnlicher Weise eine Vielzahl von ausgewählten Formen ausgebildet werden kann. Dieses Verfahren wird vorzugsweise verwendet, um Bänder mit den gewünschten langgestreckten, in Längsrichtung verlaufenden Rippen zu schaffen, die durch dünne Zonen getrennt sind.
Die bevorzugten Kühltemperaturen für die zu kühlende(n) Walze(n) richten sich vor allem nach der Zusammensetzung des Elastomers, der Viskosität der Schmelze und der Kontaktzeit.

Einsatz der elastischen Bänder in Artikeln

Es versteht sich ohne weiteres, daß die einstückigen elastischen Bänder gemäß der Erfindung in einer Vielzahl von Artikeln und in mannigfaltiger Art und Weise eingesetzt werden können. Es sei vorweggenommen, daß ein bevorzugter Zweck das Aufbringen auf Wegwerfwindeln, Kleidungsstücke für Personen mit Inkontinenz oder dergleichen ist, insbesondere um die Beinöffnungen herum. Ein solcher Anwendungszweck ist in Fig. 12 veranschaulicht. In Fig. 12 ist eine Wegwerfwindelanordnung 85 dargestellt. Es versteht sich, daß die Anordnung 85 eine Vielzahl von Gestaltungsformen oder Konfigurationen aufweisen kann. Im allgemeinen besteht die Windel 85 aus einer Unterlage 86, die mit elastischen Bändern versehen wird. Insbesondere sind auf der Unterlage 86 Streifen 87 aus einstückigem Bandmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt. Die Streifen 87 können bei Bedarf zwischen den Schichten mit einer vollständigen Verbundstoffkonstruktion für die Unterlage 86 befestigt werden. Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform sind die Streifen 87 durch Strichlinien dargestellt, um anzuzeigen, daß sie tatsächlich unter den Schutzlagen nicht zu erkennen sind.
Die Streifen 87 können mit einer Vielzahl von Einrichtungen auf die Unterlage 86 aufgebracht werden, zu denen auch wirksame mechanische Einrichtungen gehören, bei denen die Streifen 87 von einer Speisewalze aus aufgebracht werden, wobei verschiedene Schneid- und Klebvorrichtungen verwendet werden, oder bei denen verschiedene Ultraschallschweiß- und Heißversiegelungsverfahren zur Anwendung kommen. Wie schon weiter oben erläutert, kann der Streifen 87 in manchen Fällen so geformt sein, daß er sich in einem wärmebestän-digen, jedoch gestreckten Zustand aufbringen läßt, wobei es automatisch zu einer elastischen Kräuselung kommt, sobald die Spannung weggenommen wird. Wahlweise können die Streifen 87 auch aus wärmeunbeständigem, wärmeschrumpfbarem Material bestehen, wie oben beschrieben, das in ungespanntem Zustand aufgebracht und dann mit Wärme behandelt wird, damit es schrumpft und eine geeignete elastische Kräuselung herbeiführt.

Zusammensetzung der elastischen Bänder

Zu Materialien, die sich zur Herstellung von einstückigen Bändern gemäß der vorliegenden Erfindung eignen, zählt eine große Vielzahl von thermoplasti-schen Elastomeren. Ein Elastomer ist ein Stoff, der sich in einer stabilen Form, wenn er gestreckt und entspannt wurde, so zurückbildet, daß er wieder oder fast wieder seine ursprünglichen Abmessungen annimmt. Einige bevorzugte Elastomere sind definiert durch das ASTM Special Technical Bulletin Nr. 184, in dem gefordert wird, daß sich das Elastomer, wenn es bei Zimmertemperatur auf das Zweifache seiner ursprünglichen Länge gestreckt, über einen Zeitraum von fünf Minuten dort festgehalten und dann entspannt wurde, innerhalb von fünf Minuten auf höchstens 10 Prozent seiner ursprünglichen Länge zurückbildet. Weiterhin wird von bevorzugten Elastomeren zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung gefordert, daß diese leicht bis zu einer extrudierbaren Viskosität erweichen oder schmelzen.
Geeignete thermoplastische Elastomere sind elastomere Ethylen-Propylen-Gummis sowie statistisch aufgebaute oder Blockpolymere aus Ethylen und zwei weiteren Monomeren, wie z.B. aus Propylen oder einem Dien, zum Beispiel 1,4-Hexadien. Der Ethylengehalt beträgt vorzugsweise etwa 50 bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt 55 bis 65 Gew.-%. Auch beträgt der Propylengehalt vorzugsweise 25 bis 50 Gew.-% , mehr bevorzugt 35 bis 45 Gew.-%. Der bevorzugte Diengehalt beträgt etwa 0,5 bis 4,0 Gew.-%, mehr bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%. Bei bevorzugten Elastomeren gemäß der vorliegenden Erfindung gehören zu den bevorzugten Dienen Dicyclopentadien; 1,4-Hexadien; Methylennorbornen; Ethylidennorbornen; Cyclooctadien oder strukturell ähnliche Verbindungen.
Weitere geeignete elastomere Polymere können ausgewählt werden aus mehreren chemischen Klassen, umfassend Blockcopolymere aus aromatisch-aliphatischen Polymeren, insbesondere dem linearen A-B-A, dem radialen A-(B-A)n und den A-B- A-B-A-Mehrfachblockpolymeren, wie z . B. Styrol-Isopren-Styrol, Styrol-Butadien-Styrol, Styrol-Butylen-Ethylen-Styrol und dergleichen, Copolymeren aus Ethylen und Vinylacetat mit hohem Vinylacetatgehalt (zum Beispiel Elvax 260, das einen so hohen Vinylacetatgehalt (28 %) aufweist, daß es elastomere Eigenschaften besitzt), und thermoplastischen Polyurethanen sowie extrudierbaren Copo-lyesterethern. Spezifische Eigenschaften und Bezugsquellen von flexiblen Polymeren dieser drei Klassen sind offenbart in Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Bd.8, S. 626 - 640 (3. Aufl., John Riley & Son, N.Y., N.Y.).
Kombinationen, Gemische und Mischungen aus den thermoplastischen Elastomere können auch als Alternativen zu den reinen Elastomeren verwendet werden.
Bevorzugte thermoplastische Elastomere sind die allgemein als A-B-A-Blockcopolymere bezeichneten. Beispiele für diese wurden oben aufgezählt, und zu ihnen gehören Styrol-Isopren-Styrol, Styrol-Butadien-Styrol und Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol. Eine Familie solcher Blockcopolymere ist im Handel zu beziehen unter der Handelsbezeichnung "Kraton" von der Shell Chemical Company. Spezifische Beispiele, die sich besonders zur Herstellung von einstückigen Bändern gemäß dieser Erfindung eignen, sind Kraton 1107, Kraton 1111, Kraton 1101 und Kraton G 1657. Mischungen aus diesen Blockcopolymeren können sich ebenfalls zur Herstellung von einstückigen Bändern gemäß der Erfindung eignen.
Bei den einstückigen elastischen Bändern können auch weitere Komponenten außer den thermoplastischen Elastomeren eingesetzt werden. Zum Beispiel können viele der "Kraton"- Polymere als Mischungen mit Mineralöl zur Verfügung gestellt werden. In manchen Fällen können aromatische Blockverstärkungsharze dazu dienen, die Größe der Endblockbereiche zu erhöhen und die Festigkeit der Zusammensetzungen zu erhöhen. Lichtstabilisatoren, Antioxidationsmittel und Pigmente können ebenfalls zugesetzt werden. Im allgemeinen muß jeder der Bestandteile der Zusammensetzungen unter den zur Herstellung der Bänder angewandten Extrusionsbedingungen beständig sein.
Typische herkömmliche geeignete Antioxidationsmittel sind Thioethylen-bis(3, 5-di-t-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat; Tetrakis[methylen-3-(3',5'di-t-4'-hydroxyphenyl)propionat]methan; 1,6-Hexamethylen-bis(3, 5-di-t-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat und Octadecyl(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy)hydrocinnamat.
Typische herkömmliche Lichtstabilisatoren, die sich für Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung eignen, sind Phenolharze, wie z. B. 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-p-cresol; Octaphenylsalicylat; 2-(2'Hydroxy-3',5'-t-amylphenyl)benzotriazol und 2,4-Dihydroxybenzophenon.
Weitere Komponenten, die sich für Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung eignen, sind Pigmente, Antihaftmittel, Duftstoffe, Gleitmittel, Füllstoffe and Farbstoffe. Solche Materialien können typischerweise in Mengen bis insgesamt etwa 20 % des Bandgewichts zugesetzt werden, ohne die Funktion des Bandes wesentlich zu beeinträchtigen. Bei bevorzugten Einsatzbereichen dieser Erfindung wird Pigment zugesetzt, damit das Band die gewünschte Farbe und Opazität erhält. Ein typisches bevorzugtes Pigment ist Titandioxid.

Beispiel 1

Es wurde ein Gemisch aus den folgenden Bestandteilen hergestellt, auf etwa 200 ºC erhitzt und über einen Extruder von 30,0 Millimeter (mm) durch eine Profildüse hindurch, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, zu den folgenden Abmessungen verarbeitet: Höhe der dickeren Abschnitte (Rippen) 0,38 mm; Hohe der dünneren Abschnitte 0,15 mm; Breite der dickeren Abschnitte (Rippen) 1,27 mm; Breite der dünneren Abschnitte (Abstände zwischen den Rippen) 1,65 mm. Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozente: 67,77% einer Mischung aus 71 % eines Blockcopolymers aus Styrol-Butadien-Styrol und 29 % Weichmacheröl (Kraton 4141, Shell Chemical Co., Oakbrook, IL); 13,49 % eines Blockcopolymers aus Ethylen und Vinylacetat (Polymer Elvax 260, Dupont, Wilmington, DE), 13,02 % eines Poly-α-methylstyrols (Amoco 18-290, Amoco Chemical Corp., Chicago, IL); 0,48 % des UV-Lichtstabilisators Tinuvin P (Ciba-Geigy Corporation, Cranston, RI); 0,48 % des Antioxidationsmittels Irganox 1010 (Ciba-Geigy Corporation, Ardsley, NY) und 3,0 % einer Mischung aus Polypropylen und Titandioxid im Verhältnis 50:50, CBE 101 P (C.B. Edwards, New Hope, MM). Der Querschnitt des fertigen elastischen Bandes hatte die gleiche Form und annähernd die gleichen Abmessungen wie die Düsenöffnung. Es herrschten folgende Extrusionsbedingungen: Schneckengeschwindigkeit 37 Ulmin, Düsendruck etwa 2300 psi (15850 kPa) und Verarbeitungsgeschwindigkeit etwa 10,67 Meter pro Minute.

Beispiel 2

Mit dem Verfahren und der Düse von Beispiel 1 und mit einer ähnlichen Düsenplatte wurde zur Herstellung eines elastischen Bandes das folgende Copolymer extrudiert: Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat, das 46 Gew.-% Vinylacetat (Elvax 46, Dupont, Wilmington, DE) enthielt. Das Profil der Düsenplatte wies folgende Maße auf: Rippenhöhe 0,5 mm; Rippenbreite 1,61 mm; Dicke der Übergangszone 0,15 mm; Breite der Übergangszone 2,16 mm. Es herrschten folgende Extrusionsbedingungen: Schneckengeschwindigkeit 37 Ulmin, Düsendruck 816 psi (5620 kPa), Schmelzetemperatur 107 ºC und Verarbeitungsgeschwindigkeit etwa 4 Meter pro Minute. Der Querschnitt des fertigen elastischen Bandes hatte die gleiche Form und das gleiche Profil und annähernd die gleichen Abmessungen wie die Düsenöffnung.

Beispiel 3

Es wurde ein Gemisch aus den folgenden Bestandteilen hergestellt und mittels Extrusion durch eine Schlitzextrusionsdüse in einen Walzenspalt verarbeitet, wobei auf einer Walze parallele Furchen um den gesamten Umfang herum eingeprägt waren, ähnlich wie in Fig. 11. Das Prägemuster bestand aus rechteckigen Furchen mit einer Breite von 1,14 mm und einer Tiefe von 0,2 mm. Die Furchen standen 1,5 mm auseinander.
Das Gemisch bestand aus 65,50 % einer Mischung aus 71 Gew.- % eines Blockcopolymers aus Styrol-Butadien-Styrol und 29 Gew.-% Weichmacheröl (Kraton 4141, Shell Chemical Co., Oakbrook, IL); aus 13,00 % eines Copolymers aus Ethylen und Vinylacetat (Elvax 260, Dupont, Wilmington, DE); 12,50 % eines Poly-a-methylstyrols (Amoco 18-290, Amoco Chemical Corp., Cicago,IL); 5,00 % eines Antihaftmittels (CBE 13782 E, C.B. Edwards, New Hope, MN); 1,00 % eines UV-Lichtstabilisators (Tinuvin P, Ciba-Geigy Corp., Crans-ton, RI); 1,00 % eines Antioxidationsmittels (Irganox 1010, Ciby-Geigy Corp., Ardsley, NY) und 2,0 % einer Mischung aus Titandioxid und Polypropylen im Verhältnis 50:50 (CBE 101 P, C.B. Edwards, New Hope, MN).
Es herrschten folgende Extrusionsbedingungen: Schneckengeschwindigkeit 31 U/min, Schmelztemperatur etwa 200 ºC und Verarbeitungsgeschwindigkeit etwa 10 m/min Der Querschnitt des fertigen elastischen Bandes hatte die gleiche Form und das gleiche Profil wie die geprägte Kühlwalze

Beispiel 4

Mit dem Verfahren und der geprägten Kühlwalze von Beispiel 3 wurde ein profiliertes elastisches Band aus thermoplastischem Gummi Santoprene 201-87 (Monsanto Chemical Co., Akron, OH) hergestellt.
Es herrschten folgende Extrusionsbedingungen: Schneckengeschwindigkeit 42 U/min, Schmelztemperatur 220 ºC und Verarbeitungsgeschwindigkeit etwa 5 m/min Der Querschnitt des fertigen elastischen Bandes hatte die gleiche Form und das gleiche Profil wie die geprägte Kühlwalze

Claims

1. Profilierte elastische Bandanordnung (1) mit einer Vielzahl von seitlich beabstandeten Längsrippen (10), wobei jede Rippe (10) durch eine im wesentlichen durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Übergangszone (11) getrennt ist, die sich jeweils zwischen den Längsrippen erstreckt und mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rippen (10) wenigstens eine erste Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,635 mm und eine Breite im Bereich von etwa 0,25 mm bis 5,1 mm besitzt, jede Übergangszone (11) eine Breite im Bereich von 0,25 bis 5,1 mm sowie eine zweite Dicke besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke, so daß das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke 2:1 bis 10:1 beträgt, wobei die Breite der Übergangszonen (11) größer ist als die Breite der Rippen (10), so daß die Rippen wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelemente dienen können.

2. Elastische Bandanordnung (1) nach Anspruch 1, die aus einem nichtklebenden thermoplastischen Elastomer besteht.

3. Elastische Bandanordnung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der:

(a) das elastische Band (2) einander entgegengesetzte erste und zweite Seiten (3 und 4) besitzt; und

(b) die zweite Seite (4) im wesentlichen glatt ist, und die Rippen (10) sich entlang der ersten Seite (3) erstrecken.

4. Elastische Bandanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der:

(a) die Übergangszone (11) eine Breite von mindestens 50% der durchschnittlichen Breite der Rippen (10) besitzt; und

(b) die Längsrippen (10) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

5. Elastische Bandanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus einem wärmeschrumpfbaren elastomeren Material besteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer elastischen Bandanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Bereitstellen einer Düse (43) mit einer Öffnung (44), die so geformt ist, daß aus dem durch die Düse extrudierten Material eine Vielzahl dicker Zonen gebildet wird, die jeweils durch eine dünne Zone voneinander getrennt sind;

(b) Bereitstellen eines extrudierbaren heißen thermoplastischen Elastomers;

(c) Extrudieren des heißen thermoplastischen Elastomers durch die profilierte Düse (43), so daß ein heißes Band (51) aus extrudiertem Elastomer entsteht, welches folgendes aufweist:

die Vielzahl von seitlich beabstandeten Längsrippen (10) und eine im wesentlichen durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Übergangszone (11) von einer Dicke, die im wesentlichen gleich ist der Dicke der mit der profilierten Düse hergestellten dünnen Zone, die zwischen den Längsrippen (10) verläuft und mit diesen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß:

(d) das heiße Band abgeschreckt wird und eine elastische Bandanordnung bildet, bei der jede der Rippen (10) wenigstens eine erste Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,635 mm und eine Breite im Bereich von etwa 0,25 mm bis 5,1 mm besitzt, jede Übergangszone (11) eine Breite im Bereich von 0,25 bis 5,1 mm sowie eine zweite Dicke besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke, so daß das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke 2:1 bis 10:1 beträgt, wobei die Breite der Übergangszonen (11) größer ist als die Breite der Rippen (10), so daß die Rippen wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelemente dienen können.

7. Verfahren zur Herstellung eines bevorzugten elastischen Bandes nach Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Bereitstellen eines extrudierbaren heißen thermoplastischen Elastomers;

(b) Bereitstellen einer Extrusionsanlage (72) zur Herstellung eines langgestreckten heißen Bandes (66) aus dem thermoplastischen Elastomer;

(c) Bereitstellen einer walzenanlage bestehend aus ersten und zweiten Walzen (70 und 71) mit einem Walzenspalt (67) dazwischen;

(d) Extrudieren des Elastomers durch die Extrusionsanlage, um das langgestreckte heiße Band (66) herzustellen;

(e) Führen des langgestreckten heißen Bandes (66) durch den Walzenspalt (67) in der Walzenanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Walze (70) eine profilierte Außenseite mit einer Vielzahl von im Abstand angeordneten, im wesentlichen parallelen Furchen (76) darin besitzt, die eine Vielzahl von langgestreckten parallelen Längsrippen in dem Band (73) bilden, die durch im wesentlichen durchgehende, in Langsrichtung verlaufende Übergangszonen getrennt sind, die jeweils zwischen den Längsrippen verlaufen und mit diesen verbunden sind, und daß das Band nach Ausbildung der Rippen abgekühlt wird, wobei jede der Rippen (10) wenigstens eine erste Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,635 mm und eine Breite im Bereich von etwa 0,25 mm bis 5,1 mm besitzt, jede Übergangszone (11) eine Breite im Bereich von 0,25 bis 5,1 mm sowie eine zweite Dicke besitzt, die kleiner ist als die erste Dicke, so daß das Verhältnis der ersten Dicke zu der zweiten Dicke 2:1 bis 10:1 beträgt, wobei die Breite der Übergangszonen (11) größer ist als die Breite der Rippen (10), so daß die Rippen wenigstens teilweise unabhängig voneinander als Streckelemente dienen können.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Walzen eine Hartgußwalze ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Walze (71) eine im wesentlichen glatte Außenseite besitzt.

10. Gegenstand wie zum Beispiel eine Wegwerfwindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Windel einen elastischen Abschnitt mit einer elastischen Bandanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5 besitzt.