DE60013132T2

DE60013132T2 - Absorbierender artikel mit atmungsaktiver verbundlage

Info

Publication number: DE60013132T2
Application number: DE60013132T
Authority: DE
Inventors: Sung Hyun LIM; Joseph George OSTAPCHENKO
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: JP4531270B2; CA2374312A1; WO2000072794A1; ATE273676T1; AR022048A1; PE20010006A1; EP1194098B1; EP1194098A1; JP2003500166A; AU5725700A; MXPA01012374A; DE60013132D1; TW436279B

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Artikel, wie Windeln, Erwachsenen-Inkontinenzwäsche und Frauen-Hygieneprodukte. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf solche absorbierenden Artikel, die äußere Deckschichten aufweisen, mit einem dünnen dampfdurchlässigen Film und einem mehrschichtigen faserigen Substrat, die in Kombination eine Verbundlage bilden, welche haltbar, fest und flexibel ist, die als eine Barriere für Flüssigkeiten, Bakterien, Viren und Gerüche wirkt aber auch noch höchst durchlässig für Wasserdampf ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Verschiedene Woven- und Nonwoven-Flächenmaterialien, die beim Herstellen von Operationstüchern, Operationskitteln und absorbierenden Artikeln, wie Windeln und Damenbinden verwendet werden, müssen komfortabel, weich, nachgiebig und im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig sein. Die in medizinischer Kleidung und in absorbierenden Artikeln verwendeten Flächenmaterialien funktionieren dahin gehend, die ausgeschiedenen Materialien aufzunehmen und/oder diese Materialien vom Körper des Trägers oder von der Wäsche und dem Bettzeug des Trägers zu isolieren. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "absorbierende Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und aufnehmen und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche an oder in der Nähe des Körpers des Trägers angeordnet werden, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und aufzunehmen. Absorbierende Artikel umfassen Einwegwindeln, Inkontinenzeinlagen, Inkontinenz-Unterwäsche, Inkontinenzpads, Frauen-Hygienewäsche, Übungshöschen, Anzieh-Wäsche und dergleichen.
Ein ideales Flächenmaterial für die Verwendung in medizinischer Kleidung und in absorbierenden Artikeln wird eine hohe Wasserdampf-Transmissionsrate zeigen, die den Aufbau von Wärme und Feuchtigkeit innerhalb der Kleidungsstücke und der Artikel, die aus diesem Material hergestellt sind, reduzieren wird. Das ideale Flächenmaterial zeigt auch ausgezeichnete Barriereneigenschaften, um so den Durchgang das Hindurchsickern von Fluiden zu verhindern und es wird sogar der Durchgang von Bakterien und Viren verhindert. Das ideale Material muss auch stark genug sein, so dass dieses sich unter normalen Benutzungsbedingungen auch nicht aufribbelt oder delaminiert, ungeachtet dessen, ob das Material trocken oder nass ist. Wenn das Flächenmaterial in einer Kleidung verwendet wird, ist es auch wichtig, dass das Material flexibel, weich und gut fallend ist. Schließlich ist es wichtig, wenn das Flächenmaterial in medizinischer Kleidung verwendet werden soll, dass das Flächenmaterial keinen Faserlint erzeugt, der eine medizinische Umgebung verunreinigen könnte.
Die PCT-Veröffentlichung Nr. WO 97/45259 offenbart ein atmungsfähiges zusammengesetztes Flächenmaterial, das aus einer wasserdampfdurchlässigen thermoplastischen Folien, die an einem faserigen Substrat angehaftet ist, zusammengesetzt wird. Die atmungsfähige thermoplastische Folie umfasst primär ein polymeres Material ausgewählt aus der Gruppe von Block-Copolyetherestern, Block-Copolyetheramiden und Polyurethanen. Das faserige Substrat ist ein Nonwoven-Flächengebilde, das primär aus polymeren Fasern hergestellt wurde, die mit der Folie nicht kompatibel sind, wie Polyolefinfasern. Die Folie wird an dem faserigen Substrat durch Extrudieren einer Lage des geschmolzenen Folien bildenden Polymers direkt auf das faserige Substrat und ein dann erfolgendes mechanisches Eingreifen der Folie und der Fasern des Substrats, wie beispielsweise durch ein Pressen der geschmolzenen Folie in das faserige Substrat in einem zwischen zwei Walzen gebildeten Spalt.
Das US Patent Nr. 5,445,874 offenbart ein Wasser abstoßendes, Blut abstoßendes und Virus abstoßendes Laminatmaterial, das für die Verwendung in einer Schutz kleidung geeignet ist. Das Laminat umfasst eine wasserdampfdurchlässige Folie, die an einem Woven- oder Nonwoven-Textilstoff angehaftet ist. Die bevorzugte Folie ist ein thermoplastisches Polyester-Elastomer. Die offenbarten Textilstoffe umfassen Nonwoven-Textilstoffe aus Polyester, Nylon und Polypropylen. Das US Patent Nr. 5,445,874 offenbart, dass die Folie an dem Textilstoff durch eine Pulver-Haftmittellamination, durch eine Heißschmelze-Lamination oder durch eine Nass-Haftmittellamination laminiert werden kann.
Beschichtungsverfahren umfassend eine Haftmittellamination, eine thermische Lamination und Extrusion, wurden insgesamt dazu verwendet, Verbundlagen aus einem faserigen Nonwoven-Substrat und einer wasserdampfdurchlässigen, im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässigen Folie herzustellen. Es war möglich, solche Verbundlagen mit guten Barriereneigenschaften herzustellen, solange die wasserdampfdurchlässige Folie relativ dick ist (das heißt, > 25 Micron). Es war jedoch schwierig, solche Verbundlagen mit dünneren Folien herzustellen, ohne die wichtigen Barriereneigenschaften zu opfern. Sehr dünne wasserdampfdurchlässige Folien sind erwünscht in einer Verbundlage, weil dünnere Filme einen größeren Flux des Wasserdampfes durch die Verbundlage hindurch erleichtern und weil dünnere Folien weniger Folienmaterial benötigen und demgemäß weniger teuer herzustellen sind.
Eine Haftmittellamination wird in einem Post-Folienformationsschritt durchgeführt. Damit eine Haftmittellamination machbar ist, muss die wasserdampfdurchlässige Folie genug Zugfestigkeit und Reißfestigkeit haben, so dass die Folie geformt werden kann, auf einer Rolle aufgewickelt werden kann und später abgewickelt und während des Haftmittel-Laminationsverfahrens gehandhabt werden kann. Es ist schwierig, wasserdampfdurchlässige Folien von weniger als 25 Micron (1 mil) Dicke während des Haftmittel-Laminationsverfahrens ohne Reißen der Folie oder Einbringen von Defekten in die Folie zu handhaben.
Eine Wärmelamination von wasserdampfdurchlässigen Folien von weniger als 25 Micron Dicke führte ebenfalls zu zusammengesetzten Flächenmaterialien mit inadäquaten Barriereneigenschaften. Wenn Verbundlagen durch ein Wärmelaminieren einer dünnen Folie auf ein faseriges Substrat hergestellt werden, treten Handhabungsprobleme dünner Folien, die verbunden sind mit der Haftmittel-Lamination, wie sie oben beschrieben wurde, ebenfalls auf. Zudem muss die Folie, um eine Wärmelamination auszuführen, erhöhten Temperaturen und Drucken ausgesetzt werden, um so die Folie weich zu machen und diese in einen mechanischen Eingriff mit dem faserigen Substrat zu drücken. Im Allgemeinen nimmt die Abziehfestigkeit zwischen der Folie und dem faserigen Substrat mit steigenden Laminationstemperaturen und steigenden Spaltdrucken zu. Unglücklicherweise entwickeln sich, wenn wasserdampfdurchlässige Folien mit einer Dicke von weniger als 25 Micron erhöhten Temperaturen und Drucken ausgesetzt werden, die benötigt werden, um eine adäquate Abziehfestigkeit in dem zusammengesetzten Flächenmaterial zu erhalten, kleine Löcher in der Folie entwickelt, derart, dass die Verbundlage nicht die Fluid-Barriereneigenschaften zeigt, die in einer Verbundlage für die Verwendung in absorbierenden Artikeln oder einer medizinischen Kleidung erwünscht sind. Diese Defekte können sich aus der nicht gleichförmigen Temperatur in der Bahn während des Bindungsvorganges oder aus hohen Spaltdrucken ergeben.
Eine dieser Verbundlage mit ausgezeichneter Zug- und Abziehfestigkeit, die keine losen Fasern abgibt, kann unter Verwendung einer kardierten Bahn aus Stapelfasern hergestellt werden, die mit einem Haftmittel pulvergebunden ist, welches mit den Fasern der Bahn kompatibel ist. Die Verbundlage wird hergestellt durch eine Extrusionsbeschichtung der pulvergebundenen Bahn mit einer dünnen geschmolzenen Folien, die auch mit den Fasern der Bahn und dem Pulverhaftmittel kompatibel ist. Eine "Kompatibilität" von thermoplastischen Materialien ist ein im Stand der Technik festgestellter Begriff, der sich im Allgemeinen auf den Grad bezieht, in welchem die thermoplastischen Materialien mischbar und/oder miteinander in Wirkung sind. Ebenso bedeutet "inkompatible" Materialien, wie hier verwendet, Polymermaterialien, die im Wesentlichen nicht mischbar sind oder nicht miteinander wirken.
Inkompatible Materialien benetzen sich nicht oder haften nicht gut aneinander, selbst dann nicht, wenn sie erhitzt sind.
Eine Verbundlage, die aus einer pulvergebundenen Bahn hergestellt worden ist, die mit einer Folie aus einem thermoplastischen Polymer extrusionsbeschichtet worden ist, welches mit den Fasern der Bahn kompatibel ist und mit einem verfestigten Pulverhaftmittel, zeigt eine gute Zugfestigkeit und eine geringe Lintbildung, weil das verfestigte Pulverhaftmittel alle Fasern in der Bahn in einer starken Matrix bindet. Diese Lagen zeigen eine ausgezeichnete Abziehfestigkeit, weil die Folie ohne Weiteres an dem kompatiblen Haftmittel und an den Fasern der Bahn anhaftet. Zum Beispiel können eine exzellente Zugfestigkeit, Abziehfestigkeit und Lintwiderstand erhalten werden, wenn die Folie, das Nonwoven und das Haftmittel alle aus Polyesterpolymeren vorliegen. Unmöglicherweise ist die Filmlage in den Verbundlagen dieses Typs so durchgehend und vollständig mit dem Nonwoven gebunden, dass das Flächengebilde eine steife, papierartige Anfühlung hat, die ungeeignet ist für ein Kleidung oder für viele Arten von absorbierenden Artikeln.
Demgemäß gibt es ein Bedürfnis nach einem zusammengesetzten Lagenmaterial, das als eine Barriere gegen Fluide, Bakterien und Viren wirkt, aber auch noch höchst durchlässig für Wasserdampf ist. Ein solches wasserdampfdurchlässiges, fluidundurchlässiges zusammengesetztes Flächenmaterial sollte haltbar, fest und gering lintbildend sein, während es gleichzeitig weich, flexibel und komfortabel genug für die Verwendung in Kleidungsprodukten und absorbierenden Artikeln ist. Es gibt ein weiteres Bedürfnis nach einer Verbundlage, die in einer ökonomischen Weise hergestellt werden kann, das heißt, Folienextrusion und -lamination in einem Verfahren. Es gibt ein entsprechendes Bedürfnis nach absorbierenden Artikeln, die solche Materialien verwenden, um solche Eigenschaften bereit zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert einen absorbierenden Artikel mit einer Decklage, einer Außenlage und einem absorbierenden Kern zwischen der Decklage und der Außenlage. Die Außenlage umfasst ein wasserdampfdurchlässiges, flüssigkeitsundurchlässiges zusammengesetztes Flächenmaterial. Das Flächenmaterial umfasst eine erste faserige Nonwoven-Bahn mit einer ersten Seite und einer entgegen gesetzten zweite Seite, und eine zweite faserige Nonwoven-Bahn mit einer ersten Seite und einer entgegen gesetzten zweiten Seite. Die erste Seite der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn stößt an die zweite Seite der ersten faserigen Nonwoven-Bahn und die erste und die zweite faserige Nonwoven-Bahn sind jeweils pulvergebundene Bahnen, wobei die Fasern der ersten und zweiten faserigen Bahnen miteinander durch ein synthetisches Pulverhaftmittel verbunden sind, das die erste und zweite faserige Nonwoven-Bahn durchdringt. Die erste und die zweite faserige Nonwoven-Bahn sind jeweils miteinander durch das Haftmittel verbunden. Eine wasserdampfdurchlässige thermoplastische Folie ist mit der zweiten Seite der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn verbunden. Wenigstens 90 Gewichtsprozent der Fasern in der ersten faserigen Nonwoven-Bahn sind kompatibel mit dem Haftmittel, zwischen 25 und 75 Gewichtsprozent der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn sind kompatibel mit dem Haftmittel und dem thermoplastischen Film und zwischen 75 und 25 Gewichtsprozent der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn sind kompatibel mit dem Haftmittel und dem thermoplastischen Film. Wenigstens 50 Gewichtsprozent des Polymers in dem thermoplastischen Film sind auch kompatibel mit dem Haftmittel.
Vorzugsweise beträgt das Gewicht der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn zwischen 1/4 und dem Vierfachen des Gewichts der Fasern in der ersten faserigen Nonwoven-Bahn. Es wird auch vorgezogen, dass die Folie der Verbundlage eine mittlere Dicke von weniger als 25 Micron hat und ganz bevorzugt weniger als 20 Micron.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Haftmitel einer Nonwoven-Bahn ein Polyesterpolymer- oder Polyester-Copolymerhaftmittel und umfasst die wasserdampfdurchlässige Folie wenigstens etwa 75 Gew.% Polymer ausgewählt aus der Gruppe von Block-Copolymerestern, Block-Copolyetheramiden, Copolyetherimidestern, Polyurethanen, Polyvinylalkohol und Kombinationen davon. In der bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens 90 Gewichtsprozent der Fasern in der ersten faserigen Nonwoven-Bahn hergestellt aus Polymer, ausgewählt aus der Gruppe von Polyesterpolymeren und Copolymeren, zwischen 25 und 75 Gewichtsprozent der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn sind hergestellt aus einem Polymer, ausgewählt aus der Gruppe von Polyesterpolymeren und Copolymeren, und zwischen 75 und 25 Gewichtsprozent der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn sind hergestellt aus Polymer, ausgewählt aus der Gruppe von Polyamiden, Polyolefinen, Acrylen und Baumwolle. Die Polyesterpolymere und Polyester-Copolymere in den Fasern der bevorzugten Ausführungsform sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Poly(ethylenterephthalat), Poly(1,3-propylenterephthalat) und Copolymeren davon. Wenigstens 10% solcher Polyersterfasern können geformte Fasern sein mit einem Bogen-Oval-Querschnitt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die wasserdampfdurchlässige Folie wenigstens etwa 75 Gew.% Block-Copolyetherester und ganz bevorzugt besteht die Folie im Wesentlichen aus einem Copolyetheresterelastomer.
Die wasserdampfdurchlässige Folie der Verbundlage der Erfindung kann erste und zweite Schichten haben, von denen jede eine unterschiedliche wasserdampfdurchlässige thermoplastische Polymerzusammensetzung aufweist. Die erste Schicht einer solchen wasserdampfdurchlässigen Folie kann wenigstens 60% des Gesamtgewichts der Folie umfassen und kann im Wesentlichen eine hydrophile Schicht umfassen, während die zweite Schicht der wasserdampfdurchlässigen Folie eine im Wesentlichen hydrophobe Schicht umfassen kann, wobei die erste Schicht der wasserdampfdurchlässigen Folie mit der zweiten Seite der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn verbunden ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen zusammenpasst, welche die vorliegende Erfindung besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente identifizieren, und in welchen:
1 eine Schnittansicht der zusammengesetzten Flächenstruktur der Erfindung ist;
2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens ist, durch welches die Verbundlagenstruktur der Erfindung hergestellt werden kann;
3 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahren ist, durch welches die Verbundlagenstruktur der Erfindung hergestellt werden kann;
4 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Einwegwindel der vorliegenden Erfindung ist, bei der Bereiche weg geschnitten sind, um die unterliegende Struktur freizulegen, mit Blick auf die Unterseite der Windel; und
5 eine vereinfachte Draufsicht der Einwegwindel der vorliegenden Erfindung in ihrem flachen, nicht zusammengezogenen Zustand ist, welche verschiedene Felder oder Zonen der Windel zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun Bezug genommen im Detail auf die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, von der Beispiele unten dargestellt sind.
ATMUNGSFÄHIGE ZUSAMMENGESETZTE LAGENMATERIALIEN
Die zusammengesetzte Lage der Erfindung umfasst eine wasserdampfdurchlässige Folie, die an einem faserigen Substrat angehaftet ist. Solche Verbundlagen werden manchmal als Laminatstrukturen bezeichnet. Vorzugsweise sind die Fasern des faserigen Substrats kardierte Stapelfasern, die durch ein Haftmittel zusammengehalten werden, das auf die Bahn als ein Pulver aufgebracht wird und nachfolgend erhitzt wird, so dass sich die Fasern in einer Fasermatrix verbinden. Der bevorzugte Film ist ein dampfdurchlässiger thermoplastischer Film, der als Schmelze direkt auf die faserige Bahn durch Extrusion aufgetragen werden kann, in einer Weise, derart, dass eine dünne Folie auf den Fasern der Bahn und dem Haftmittel anhaftet, das in die Bahn eingebaut worden ist.
Es hat sich heraus gestellt, dass eine Verbundlage, die eine thermisch mit einer faserigen Matrix laminierte Folie aufweist, weicher und flexibler hergestellt werden kann, wenn ein wesentlicher Teil der Fasern in dem Fasersubstrat aus einem Polymer hergestellt ist, das nicht ohne Weiteres mit dem Polymer in dem Film und dem Haftmittel kompatibel ist. Leider haben Laminatstrukturen, in welchen ein wesentlicher Teil der Fasern der Bahn mit dem Haftmittel, das zum Binden der Fasern der Bahn verwendet wurde, inkompatibel sind, eine wesentlich reduzierte Zugfestigkeit, und sie neigen dazu, lose Fasern abzugeben.
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf eine weiche und flexible Verbundlage mit ausgezeichneter Zugfestigkeit und Widerstand gegenüber einer Faserauslösung. Gemäß der Erfindung hat die faserige Bahn der Verbundlage wenigstens zwei Schichten. Eine erste Schicht umfasst Fasern, in welchen wenigstens 90 Gewichtsprozent der Fasern mit dem Haftmittel kompatibel sind, das dazu verwendet wird, die Fasern der Bahn zu verbinden. Eine zweite Schicht von Fasern, die auf der ersten Schicht von Fasern abgeschieden ist, umfasst ein Gemisch von Fasern, in welchem zwischen 25 bis 75 Gewichtsprozent der Fasern mit dem zum Verbinden der Fasern der Bahn verwendeten Haftmittel inkompatibel sind, und zwischen 75 und 25 Gewichtsprozent der Fasern sind mit dem Haftmittel kompatibel. Die Verbundlage umfasst ferner eine dünne wasserdampfdurchlässige Folie, die direkt auf die frei gelegte Oberfläche der zweiten Schicht durch Extrusion abgeschieden wird, wobei die Folie ein thermoplastisches Polymer aufweist, das mit dem zum Verbinden der Fasern der Bahn verwendeten Haftmittel kompatibel ist.
Mit Bezug auf 1 ist die Verbundlage 10 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Lage 10 umfasst eine wasserdampfdurchlässige mehrschichtige Nonwoven-Bahn 22 mit faserigen Nonwoven-Lagen. Eine erste Nonwoven-Lage 16 stößt an eine zweite Nonwoven-Lage 14. Ein Pulverhaftmittel, das in die mehrschichtige Bahn eingebracht ist, bindet die Fasern innerhalb jeder Lage miteinander und verbindet die faserigen Lagen 14 und 16 miteinander. Die Fasern in der ersten Nonwoven-Lage umfassen vorzugsweise zwischen 20 und 80 Gewichtsprozent der Fasern in der mehrlagigen Bahn. Die Fasern in der zweiten Nonwoven-Lage umfassen vorzugsweise auch zwischen 80 und 20 Gewichtsprozent der Fasern in der mehrlagigen Bahn. Ganz bevorzugt umfassen die Fasern der ersten Nonwoven-Lage zwischen 40 Gew.% und 75 Gew.% der Fasern in der mehrlagigen Bahn, und die Fasern der zweiten Nonwoven-Lage umfassen zwischen 60 Gew.% und 25 Gew.% der Fasern in der mehrlagigen Bahn. Eine flüssigkeitsundurchlässige, wasserdampfdurchlässige Polymerfolie 12 wird durch Extrusion auf die zweite Nonwoven-Lage 14 aufgebracht. Die Folie 12 kann eine Einzellage oder eine mehrlagige Folie sein.
Die zweite Nonwoven-Lage 14 ist vorzugsweise eine kardierte Bahn mit einem Gemisch aus ersten und zweiten Stapelfaserkomponenten. Die erste Stapelfaserkomponente umfasst Fasern aus einem ersten Polymer, das mit den Polymeren sowohl der wasserdampfdurchlässigen Folienschicht als auch des Pulverhaftmittels kompatibel ist. Die zweite Stapelfaserkomponente umfasst Fasern aus einem zweiten Polymer, das mit dem Polymer der Folienschicht 12 und dem Pulverhaftmittel inkompatibel ist. Die kompatible Stapelfaserkomponente der zweiten Nonwoven-Lage 14 umfasst vorzugsweise zwischen etwa 25 und 75 Gewichtsprozent der Fasern der zweiten Nonwoven-Lage und ganz bevorzugt zwischen etwa 40 und 60 Gewichtsprozent der Fasern der zweiten Nonwoven-Lage. Gemäß alternativer Ausführungsformen der Erfindung kann die erste kompatible Stapelfaserkomponente ein Gemisch aus zwei oder mehr Typen von Fasern umfassen, die jeweils aus einem Polymer hergestellt sind, das mit dem Haftmittel kompatibel ist, sie kann Fasern aus Gemischen von Polymeren umfassen, die mit dem Haftmittel kompatibel sind, oder sie kann Mischungen der beiden umfassen. Ebenso kann die inkompatible zweite Stapelfaserkomponente der zweiten Nonwoven-Lage 14 ein Gemisch aus zwei oder mehr Typen von Fasern umfassen, die jeweils aus einem Polymer hergestellt sind, das mit dem Haftmittel inkompatibel ist, sie kann Fasern umfassen, die aus Gemischen von Polymeren, die mit dem Haftmittel inkompatibel sind, hergestellt sind, oder sie kann einige Gemische der beiden umfassen. Die zweite Nonwoven-Folienschicht 14 kann alternativ zwei oder mehr Unterschichten umfassen, von denen jede zwischen 25 und 75 Gewichtsprozent der kompatiblen Stapelfaserkomponente und zwischen 75 und 25 Gewichtsprozent der inkompatiblen Stapelfaserkomponente umfasst.
Wenigstens 90 Gewichtsprozent der Stapelfasern in der ersten Nonwoven-Lage 16 und ganz bevorzugt zwischen 95 und 100 Gewichtsprozent der Stapelfasern in der ersten Nonwoven-Lage 16 werden aus einem Polymer hergestellt, das mit sowohl dem Pulverhaftmittel als auch der ersten Stapelfaserkomponente der zweiten Nonwoven-Lage kompatibel ist. Die Stapelfasern der ersten Nonwoven-Lage 16 können identisch mit der kompatiblen ersten Stapelfaserkomponente der zweiten Nonwoven-Lage 14. Die erste Nonwoven-Faserlage 16 kann alternativ zwei oder mehr Unterschichten umfassen, von denen jede wenigstens 90 Gewichtsprozent der Fasern aus Polymeren umfasst, die mit dem Pulverhaftmittel und der ersten Stapelfaserkomponente der zweiten Nonwoven-Lage kompatibel sind.
Das Pulverhaftmittel, das verwendet wird, um die Nonwoven-Lagen mit Pulver zu binden, umfasst ein thermoplastische Polymer, das bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt der Stapelfasern, die in den faserigen Nonwoven-Lagen verwendet werden, schmilzt. Das Pulverhaftmittel ist mit der Folienschicht der ersten Stapelfasernkomponente der zweiten Nonwoven-Lage 14 und den zweiten Stapelfasern der ersten Nonwoven-Lage 16 kompatibel, so dass eine gute Haftbindung mit den kompatiblen Fasern und der Folienschicht bereit gestellt wird, wenn es aufgebracht worden ist. Das Pulverhaftmittel wird über sowohl die erste als auch die zweite Nonwoven-Lage verteilt, um eine Bindung sowohl innerhalb als auch zwischen den Nonwoven-Lagen bereit zu stellen.
Das Fasergemisch in der zweiten Nonwoven-Lage 14 führt zu einer diskreten Bindung zwischen der Faserbahn und der Folienschicht 12. Diese diskrete Bindung ergibt sich, weil die inkompatiblen Fasern sich nicht gut mit der Folienschicht verbinden, während die kompatiblen Fasern dies tun. Diese diskrete Bindung verbessert die Geschmeidigkeit des Textilstoffes, liefert eine mehr textilartige Textur gegenüber einer folienähnlichen oder papierähnlichen Textur und führt zu einem Textilstoff, der weicher, flexibler und weniger geräuschvoll ist, als Verbundlagen, bei welchen das Nonwoven-Substrat primär Fasern aufweist, die mit der Folienschicht kompatibel sind. Diese Eigenschaften sind besonders erwünscht für Endnutzungen als Kleidung und absorbierende Artikel. Weil das Pulverhaftmittel sich nicht gut mit der inkompatiblen Faserkomponente der zweiten Nonwoven-Lage 14 verbindet, würde die Festigkeit der zweiten Nonwoven-Lage allein geringer sein als dies für viele Endnutzungen erwünscht ist. Weil jedoch das Pulverhaftmittel mit wenigstens 90 Gewichtsprozent der Fasern der ersten Nonwoven-Lage 16 kompatibel ist, wird eine gute Haftbindung in der ersten Nonwoven-Lage der Bahn erreicht. Dies führt zu einer Verbundlage, welche eine gute Gesamtfestigkeit und Haltbarkeit zeigt (z.B. einen Abrasionswiderstand). Zudem wird eine gute Haftbindung zwischen der ersten und der zweiten Nonwoven-Lage erhalten.
Die Folienschicht 12 der zusammengesetzten Lagenstruktur 10 ist eine wasserdampfdurchlässige und im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Folie. Die Folienschicht wird vorzugsweise auf das faserige Substrat 22 in einem einzigen Prozess extrudiert und laminiert. Die Folienschicht 12 umfasst ein thermoplastisches Polymermaterial, das als ein dünner, kontinuierlicher, nicht poröser, im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässiger, dampfdurchlässiger Film extrudiert werden kann. Vorzugsweise ist die extrudierte weniger als 25 Micron dick und ganz bevorzugt weniger als 15 Micron dick und äußerst bevorzugt weniger als 10 Micron dick. Die Folienschicht 12 umfasst vorzugsweise ein Block-Polyethercopolymer, wie beispielsweise ein Block-Polyetherestercopolymer, ein Polyetheramidcopolymer, ein Polyurethancopolymer, ein Poly(etherimid)-estercopolymer, Polyvinylalkohole oder eine Kombination davon. Bevorzugte Copolyetherester-Block-Copolymere sind segmentierte Elastomere mit weichen Polyethersegmenten und harten Polyestersegmenten, so wie dies offenbart ist in Hagman, US Patent Nr. 4,739,012. Geeignete Copolyether-Esterblockcopolymere werden verkauft von DuPont unter dem Hytrel^®. Hytrel^® ist eine eingetragene Marke von DuPont. Geeignete Copolyetheramidpolymere sind Copolyamide, die unter dem Namen Pebax^® von Atochem Inc. aus Glen Rock, New Jersey, USA, erhältlich sind. Pebax^® ist eine eingetragene Marke der Elf Atochem, S.A. aus Paris, Frankreich. Geeignete Polyurethane sind thermoplastische Urethane, die erhältlich sind unter dem Namen Estane^® von The B.F. Goodrich Company aus Cleveland, Ohio, USA. Geeignete Copoly(etherimid)ester sind beschrieben in Hoeschele et al. US Patent 4,868,062.
Alternativ kann die Folienschicht 12 ein Gemisch aus Polymeren umfassen, in welchem wenigstens 50 Gew.% der Folie Polymere aufweist, die mit dem Haftmittel, das zum Binden der Fasern der Bahn 22 verwendet wird, inkompatibel sind. Ganz bevorzugt umfasst die Folienschicht 12 wenigstens 75 Gew.% von Polymeren, ausgewählt aus der Gruppen von Block-Copolyetherestern, Block-Copolyetheramiden, Copolyether-Imidestern, Polyurethanen und Polyvinylalkohol.
Die kompatible faserige Komponente der zweiten Nonwoven-Lage 14 und die Fasern der ersten Nonwoven-Lage 16 umfassen vorzugsweise ein Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(1,3-propylenterephthalat) und Copolymere davon. Solche Polyesterpolymere sind kompatibel mit Block-Polyethercopolymeren, wie Block-Polyetherestercopolymeren, mit Polyetheramidcopolymeren, mit Polyurethancopolymeren, mit Poly(etherimid)-Estercopolymeren und mit Kombinationen davon. Die inkompatiblen Faserkomponenten der zweiten Nonwoven-Lage 14 sind vorzugsweise Polyamide, wie Poly(hexamethylenadipamid) (Nylon 66) und Polycaproamid (Nylon 6), Polyolefine, wie Polypropylen oder Polyethylen, Acrylpolymere oder Baumwolle. Bevorzugte Nonwoven-Materialien für die zweite Nonwoven-Lage 14 der faserigen Bahn 22 umfassen Gemische von Polyolefin- und Polyesterfasern und Gemische von Polyamid- und Polyesterfasern. Ein Typ von Polyes terfaser, der in der ersten und/oder zweiten Nonwoven-Lage der faserigen Bahn 22 verwendet werden kann, sind geformte Polyesterfasern mit Bogen-Oval-Querschnitt, wie diese offenbart sind in US Patent 3,914,488 für Garrafa (übertragen auf DuPont). Es wird angenommen, dass dort, wo Polyesterfasern wenigstens 10% solcher geformten Fasern umfassen, Kanäle in dem faserigen Substrat erzeugt werden, durch welche Wasserdampf wirksamer durch die Verbundlage hindurch geleitet werden kann.
Wenn das Verbundlagenmaterial für die Verwendung in einer Kleidung vorgesehen ist, sind die Stapelfaserkomponenten der ersten und zweiten Nonwoven-Lagen so ausgewählt, dass sie einen gewissen Grad an Hydrophobizität haben. Fasern mit hydrophilen Abschlussbehandlungen, die daran angewendet werden, sind im Allgemeinen weniger bevorzugt. Hydrophile Fasern können zu einem Vollsaugen der Nonwoven-Lage durch Fluide, wie beispielsweise Blut, durch eine Kapillarwirkung beitragen, wenn das Fluid den Rand des Textilstoffes berührt, wie dies mit dem Ärmel eines Operationskittels passieren kann. Sehr feine Fasern (geringes dtex pro Filament) haben sich auch als förderlich für dieses Problem heraus gestellt Vorzugsweise sind die Stapelfasern größer als etwa 1 Denier pro Filament (1,1 dtex) und ganz bevorzugt größer als 1,5 Denier pro Filament (1,65 dtex), wenn das zusammengesetzte Lagenmaterial in einer Kleidung verwendet werden soll.
Die faserige Nonwoven-Bahn 22 sollte Festigkeits-, Durchlässigkeits- und Weichheitseigenschaften zeigen, die für die Endnutzung erwünscht sind, für welche die Verbundlage verwendet werden soll. Zum Beispiel sollte, wenn die Verbundlage 10 in einem absorbierenden Artikel verwendet werden soll, die faserige Verbundbahn 22 vorzugsweise eine Zugfestigkeit von wenigstens 1 N/cm und eine Längung von wenigstens 30% sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung haben. Die Maschinenrichtung ist die lange Richtung innerhalb der Ebene des Flächengebildes, das heißt, die Richtung, in welcher das Flächengebilde hergestellt wird. Die Querrichtung ist die Richtung in der Ebene des Flächengebildes, die senkrecht zur Maschinenrichtung verläuft. Insbesondere sollten die faserigen Bahnen eine Zugfestigkeit von wenigstens 1,5 N/cm und eine Längung von wenigstens 50% sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung haben. Vorzugsweise ist die faserige Bahn eine poröse Struktur, welche sowohl die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit durch die Verbundlage als auch die physische Verbindung zwischen der Folien- und Bahnschichten der Verbundlage verbessert.
Pulverhaftmittel, die zum Präparieren der pulvergebundenen Nonwoven-Lage geeignet sind, sind vorzugsweise Polyester-Copolymerpulver, wie solche, die erhältlich sind von EMS-American Grilon, Inc. Das Bindepulver sollte einen geringeren Schmelzpunkt haben als die Fasern in der Bahn. Im Allgemeinen wird das Bindepulver ein thermoplastisches Material sein, und es sollte in der Lage sein, eine gute Haftbindung mit den verwendeten Fasern zu bilden. Im Falle von Polyesterfasern wird besonders vorgezogen, Polyester- oder Copolyester-Bindepulver zu verwenden. Typische Copolyester-Haftmittel haben Schmelzpunkte von 100 bis 130°C und sind erhältlich als große Pulver (200–420 Micron oder 70–40 US Standard-Maschenweite), mittlere Pulver (80–200 Micron oder 200–70 US Standard-Maschenweite) und feine Pulver (80 Micron oder weniger, oder feiner als 200 US Standard-Maschenweite), wobei die mittleren Pulver vorgezogen werden, wenn mechanische Applikatoren verwendet werden.
Die pulvergebundene Nonwoven-Bahn 22, die in der Verbundlage der Erfindung verwendet wird, wird präpariert unter Verwendung von Verfahren, die im Stand der Technik bekannt sind, wie beispielsweise dasjenige, das beschrieben ist in Zimmerman et al. US Patent 4,845,583. Die zweite Nonwoven-Lage 14, die ein Gemisch aus kompatiblen und inkompatiblen Fasern umfasst, wird auf die Oberseite der ersten Nonwoven-Lage 16 abgelegt, und die kombinierten Schichten werden optional durch einen Bahn-Ausbreitungsabschnitt hindurch bewegt, bevor das pulverförmige Haftmaterial aufgebracht wird. Das Haftpulver wird auf die Nonwoven-Bahn unter Verwendung einer Pulverabscheidungsvorrichtung aufgebracht. Das Pulver fällt auf die Bahn und wird durch die Schwerkraft durch die Bahn hindurch verteilt. Überschüssiges Pulver fällt durch die Bahn hindurch und wird zur Wieder aufbereitung gesammelt. Die in der Nonwoven-Bahn abgeschiedene Pulvermenge beträgt vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 30 Prozent des gesamten kombinierten Gewichts der Nonwoven-Schichten der Bahn und vorzugsweise zwischen etwa 15 bis 25 Gewichtsprozent. Ein Verbinden der Nonwoven-Lagen kann erreicht werden, indem die Bahn durch einen Ofen hindurch bewegt wird, wie beispielsweise einem Infrarotofen, in welchem das Haftpulver schmilzt und die Fasern der Bahn an Faser-Überkreuzungspunkten verbindet, an welchen die Fasern und das Bindematerial in Kontakt kommen. Beim Verlassen des Ofens wird die Bahn einem leichten Druck ausgesetzt, und zwar mit Hilfe einer Spaltwalze.
Das Mischen des thermoplastischen Polymers oder von Gemischen von Polymeren, welche die Filmschicht 12 der Verbundlage der Erfindung aufweist, kann gemäß den Verfahren und Techniken durchgeführt werden, die im Stand der Technik bekannt sind, zum Beispiel durch ein physikalisches Trommelmischer, gefolgt von einer Extrusion und einem Mischen in einem einzelnen Schneckenextruder, der mit einem Mischkopf ausgestattet ist, wie solchen, die erhältlich sind von Davis-Standard Corp. (Pawcatuck, Rhode Island, USA) oder einem Doppelschneckenextruder, wie einem solchen, der erhältlich ist von Warner-Pfliederer (Ramsey, New Jersey, USA) und Bersdorf Corporation (Charlotte, North Carolina, USA). Alternativ können gewichts- oder volumenreduzierende Zuführer, wie solche, die erhältlich sind, von K-Tron America (Pitman, New Jersey, USA) verwendet werden, um zu regeln, dass die Zusammensetzung zu den Extrudern vorgeschoben wird.
Die Folienschicht 12 wird vorzugsweise auf die zweite Nonwoven-Lage der mit Pulver gebundenen Faserbahn durch Extrusionsbeschichtung aufgebracht. In dem Extrusions-Beschichtungsverfahren wird ein gleichförmig geschmolzenes Extrudat auf die pulvergebundene Faserbahn aufgebracht. Das geschmolzene Polymer und die Bahn werden in einen innigeren Kontakt gebracht, wenn das geschmolzene Polymer abkühlt und sich mit der Bahn verbindet. Ein solcher Kontakt und ein solcher Bindevorgang kann verbessert werden, indem die Lagen durch einen zwischen zwei Walzen ausgebildeten Spalt hindurch bewegt werden. Alternativ kann das geschmolzene Polymer in Kontakt mit der Faserbahn gezogen werden, indem die beschichtete Bahn über einen Saugeinlass hinweg bewegt wird, derart, dass ein Vakuum das geschmolzene Polymer in Kontakt mit der Bahn zieht, wenn sich das Polymer abkühlt und sich mit der Bahn verbindet. Während des Extrusions-Beschichtungsverfahrens wird ein Teil oder die Gesamtheit des Pulverhaftmittels wieder aufgeschmolzen und liefert eine verbesserte Bindung zwischen der dünnen Folienschicht und der Faserbahn. Die Bindung zwischen dem in der Bahn vorhandenen Haftmittel und dem Polymer in der Folie macht es einfacher, eine sehr dünne wasserdampfdurchlässige Folie herzustellen, die im Wesentlichen frei von Nadellöchern und anderen Defekten ist, aber noch eine relativ hohe Wasserdampf-Transmissionsrate aufweist. Wie hier verwendet, bedeuten "Nadellöcher" kleine Löcher, die in einer Folie entweder während der Hersteller oder bei der Verarbeitung der Folie ungewollt gebildet werden.
Ein bevorzugtes Mittel zum Ausbringen der Filmschicht auf die mit Pulver gebundene Nonwoven-Bahn ist in 2 dargestellt. Das thermoplastische Polymer wird in Pellet-Form zusammen mit einigen Additiven in einen Einlass 2fi eines Extrudertrichters 24, vorzugsweise unter Stickstoffeinblasung zugeführt. Das Polymer wird geschmolzen und in einem Schneckenextruder 20 bei einer Schneckengeschwindigkeit im Bereich von 100 bis 200 rpm in Abhängigkeit von den Abmessungen des Extruders und den Eigenschaften des Polymers vermischt. Das geschmolzene Gemisch wird aus dem Extruder unter einem Druck durch eine erhitzte Linie 28 zu einer Flachfoliendüse 38 ausgegeben. Das Polymer wird von der Flachfoliendüse 38 bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Polymers und vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 180°C bis 240°C abgegeben. Die Polymerschmelze 40, die aus der Flachfoliendüse 38 abgegeben wird, beschichtet die pulvergebundene faserige Nonwoven-Bahn 22, die von einer Versorgungsrolle 30 bereit gestellt wird.
Vorzugsweise geht die Faserbahn 22 unter der Düse mit einer Geschwindigkeit hindurch, die mit der Geschwindigkeit des Extruders koordiniert ist, so dass eine sehr dünne Folie erhalten wird, die vorzugsweise eine Dicke von weniger als 25 Micron hat. Die beschichtete Bahn tritt in einen zwischen der Spaltwalze 35 und einer Walze 36 gebildeten Spalt ein, wobei die Walzen auf einer Temperaturgehalten werden, die so ausgewählt ist, dass eine Verbundlage mit einer gewünschten Abziehfestigkeit und Wasserdampfdurchlässigkeit erhalten wird. Die Temperatur der Walzen 35 und 36 liegt vorzugsweise in dem Bereich von 10°C bis 120°C. Höhere Walzentemperaturen ergeben eine Verbundlage mit einer höheren Abziehfestigkeit, während geringere Walzentemperaturen Verbundlagen mit einer höheren Wasserdampfdurchlässigkeit versehen. Vorzugsweise ist eine Spaltwalze 35 eine glatte Gummiwalze mit einer gering haftenden Oberflächenbeschichtung; während die Walze 36 eine Metallwalze ist. Die Spaltwalze 35 kann auch eine matte oder texturierte Oberflächenbehandlung erhalten haben, um ein Anhaften der Folienschicht zu vermeiden. Eine texturierte Prägewalze kann anstelle der Metallwalze für die Walze 36 verwendet werden, falls eine Verbundlage mit einer mehr texturierten Folienschicht erwünscht ist. Das Hindurchführen der beschichteten Bahn durch den zwischen den gekühlten Walzen 35 und 36 gebildeten Spalt quetscht die Polymerschmelze, während gleichzeitig die Polymerschmelze 40 in Kontakt mit den Fasern und dem Haftmittel der Faserbahn 22 gedrückt wird. Der aufgebrachte Spaltdruck sollte ausreichen, um eine erwünschte Bindung zwischen der Folie und dem Nonwoven zu erhalten, aber nicht so groß sein, dass Nahtlöcher in der Folienschicht erzeugt werden. Der beschichtete Verbundstoff 10 wird von der Walze 36 zu einer weiteren kleineren Walze 39 übertragen, bevor er auf eine Sammelrolle 34 aufgewickelt wird.
Die zweite Nonwoven-Lage 14 der Faserbahn 22 wird vorzugsweise aus einer glatten freien Oberfläche hergestellt, von welcher im Wesentlichen nur wenige Fasern aus der Ebene der Faserbahn vorstehen. Diese glatte Oberfläche der Bahn ist wichtig, wenn eine sehr dünne Folie (< 25 Micron) auf die Faserbahn laminiert werden soll. Falls die Folie auf die Oberfläche einer faserigen Bahn laminiert wird, welche nicht relativ glatt ist, werden Fasern, die aus der Ebene der Bahn vorstehen, sehr wahrscheinlich durch die Folie hindurch vorstehen, was Nadellöcher erzeugen kann und wodurch ein Flüssigkeitsdurchtritt durch die Verbundlage möglich wird.
Die Folienschicht 12 der Verbundlage kann aus mehreren Lagen zusammengesetzt sein. Eine solche Folie kann mit Lagen coextrudiert werden, die ein oder mehrere der obigen beschriebenen thermoplastischen Folienmaterialien aufweisen. Beispiele solcher mehrlagigen dampfdurchlässigen Folien, welche typischerweise eine vergleichsweise hydrophobere Elastomerlage und eine vergleichsweise hydrophilere Elastomerlage umfassen, sind in Ostapchenko, US Patent Nr. 4,725,481 offenbart. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die mehrlagige Folie (in einer Zweilagenausführung) auf die zweite Nonwoven-Lage 14 der zusammengesetzten Faserbahn 22 extrudiert, wobei die vergleichsweise hydrophobere Elastomerlage von der Bahn nach außen gerichtet ist und die vergleichsweise hydrophilere Elastomerlage mit der zweiten Nonwoven-Lage der Faserbahn verbunden ist. Typischerweise zeigt die hydrophobe Elastomerlage bei einer gegebenen Dicke eine geringere Wasserdampf-Transmissionsrate als die hydrophile Elastomerlage, und zwar aufgrund ihres vergleichsweise geringen Feuchtigkeitsgehalts und der Benutzungsbedingungen. Wenn sie jedoch in einer vergleichsweise dünnen Lage verwendet wird, vermindert der Effekt der hydrophoben Folienschicht mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt nicht signifikant die Wasserdampf-Transmissionsrate der gesamten Verbundlage. Vorzugsweise umfasst das vergleichsweise hydrophobere Elastomer zwischen 20 und 30 Prozent der Gesamtdicke der zusammengesetzten Folienschicht. Bei Endnutzungen als medizinische Kleidung kann das Kleidungsstück mit der Folienschicht nach außen gerichtet, weg von der das Kleidungsstück tragenden Person, hergestellt werden. Die äußere, vergleichsweise hydrophobere Lage quillt weniger, wenn sie mit wasserhaltigen Materialien in Kontakt kommt, was zu einem geringeren Runzeln des Textilstoffes führt, wenn dieser mit wässrigen Materialien in Berührung kommt. Weil der Hauptteil der Folienschicht eine vergleichsweise hydrophile Lage aufweist, behält das Kleidungsstück auch eine ausgezeichnete Wasserdampf-Transmissionsrate, um den Komfort des Trägers zu gewährleisten.
3 zeigt ein Verfahren zur Extrusionsbeschichtung eines zweilagigen Filmes auf eine mit Pulver gebundene Nonwoven-Bahn. Ein erstes thermoplastisches Polymer wird in Pelletform zusammen mit weiteren Additiven in den Einlass 26 des Extrudertrichters 24 zugeführt, während ein zweites thermoplastisches Polymer in Pelletform zusammen mit weiteren Additiven in den Einlass 26' des Extrudertrichters 24' zugeführt wird. Das Polymer wird geschmolzen und in die Schneckenextruder 20 und 20' bei Schneckengeschwindigkeiten gemischt, die abhängen von den Abmessungen der Extruder und der Eigenschaften des Polymers. Das geschmolzene Gemisch wird von dem Extruder unter Druck durch erhitzte Leitungen an einen Schmelze-Kombinierungsblock 34 ausgegeben, wo eine mehrfache Lagenschmelze gebildet wird, die als eine mehrfache Lagenfolie durch die Flachfoliendüse 38 hindurch extrudiert wird. Das Polymer wird von der Flachfoliendüse 38 bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Polymergemisches und vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 180°C bis 240°C ausgegeben. Die Polymerschmelze 40, welche von der Flachfoliendüse 38 ausgegeben wird, beschichtet die mit Pulver gebundene Faserbahn 22, die von einer Versorgungsrolle 46 bereit gestellt wird.
Vorzugsweise geht die mit Pulver gebundene Faserbahn 22 unter der Düse 38 mit einer Geschwindigkeit hindurch, die mit der Geschwindigkeit des Extruders koordiniert ist, so dass eine sehr dünne Foliendicke von weniger als 25 Micron erhalten wird. Die beschichtete Bahn tritt in einen zwischen der Spaltwalze 52 und einer Walze 54 gebildeten Spalt ein, wobei die Walzen auf einer Temperatur gehalten werden, die so ausgebildet ist, dass eine Verbundlage mit einer gewünschten Abziehfestigkeit und Wasserdampfdurchlässigkeit erhalten wird. Eine Wasser-Eintauchschale 56 mit einer zugeordneten Rolle 58 kann dazu verwendet werden, die Abschreckgeschwindigkeit zu erhöhen und ein Anhaften zu verhindern. Alternativ kann ein Wassernebel, der auf die Folienschicht aufgebracht wird, oder ein Wasserbad, das mit der Rolle 52 verbunden ist, verwendet werden. Eine optionale abgekühlte Abschreckwalze 50 kann dazu verwendet werden, eine zusätzliche Abküh lung bereit zu stellen, bevor das Verbundlagenprodukt auf eine Sammelrolle 60 aufgewickelt wird.
Wenn das extrusionsbeschichtete, pulvergebundene Nonwoven-Verbundmaterial für ein Kleidungsstück verwendet wird, hat dieses eine Flächenmasse von etwa 1,2 bis 3 oz/yd² (41 bis 102 g/m²) und eine Grab-Zugfestigkeit von wenigstens 11 lb/inch (1925 N/m) und ganz bevorzugt wenigstens 15 lb/inch (2625 N/m) sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung. Wenn das mit Pulver gebundene, mehrlagige Nonwoven-Verbundmaterial für Windeln verwendet wird, hat dieses vorzugsweise eine Flächenmasse von etwa 0,5 bis 07 oz/yd² (17 bis 24 g/m²) und eine Zugfestigkeit von wenigstens 2,2 lb/inch (386 N/m) in der Maschinenrichtung und wenigstens 0,8 lb/inch (140 N/m) in der Querrichtung. Das pulvergebundene Verbundlagenmaterial der vorliegenden Erfindung hat eine signifikant höhere hydrostatische Höhe als ähnliche Textilstoffe, die unter Verwendung einer thermisch gebundenen Nonwoven-Lage hergestellt wurden. Die Wasserdampf-Transmissionsrate der Faserbahn kann leicht reduziert werden, wenn ein mit Pulver gebundenes Nonwoven verwendet wird. Die Verwendung einer mit Pulver gebundenen Bahn führt jedoch zu einer verbesserten Bindung zwischen der Nonwoven-Bahn und der Filmlage, verglichen zu Textilstoffen, bei welchen die Nonwoven-Lage ein thermisch gebundenes Nonwoven umfasst, derart, dass dünnere Folienschichten ohne Nadellöcher möglich sind. Die Verwendung dünnerer Folienlagen führt zu einer Zunahme der Wasserdampf-Transmissionsrate und einer kleinen Reduktion der hydrostatischen Höhe, wobei ein fertiges pulvergebundenes Verbundmaterial eine höhere Wasserdampf-Transmissionsrate und eine höhere hydrostatische Druckhöhe hat, als thermisch gebundene Nonwovens, die mit Folie größerer Dicke beschichtet sind (siehe Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel A unten).
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Verbundlagenstruktur aus einer wasserdampfdurchlässigen Folienlage bestehen, mit zwei Faserbahnen, wie der oben beschriebenen Verbundbahn 22, die an entgegen gesetzten Seiten der Folienlage angehaftet sind. In dieser alternativen Ausführungsform der Erfindung würde die zweite Nonwoven-Lage jede der Faserbahnen, die aus einem Fasergemisch besteht, das mit der Folienlage kompatibel und inkompatibel sind, direkt mit den entgegen gesetzten Seiten der Folienlage in einer ähnlichen Weise verbunden werden, wie das oben beschrieben wurde.
TESTVERFAHREN
In der obigen Beschreibung und in nicht beschränkenden Beispielen, die folgen, wurden die folgenden Testverfahren verwendet, um verschiedene fest gehaltene Kennzeichen und Eigenschaften zu bestimmen. ASTM bezieht sich auf die American Society for Testing and Materials, TAPPI bezieht sich auf die Technical Association of Pulp and Paper Industry, und ISO bezieht sich auf die International Organization for Standardization. Zusätzliche geeignete Testverfahren, einschließlich solcher, die zum Bewerten der Produktleistungs-Eigenschaften von absorbierenden Artikeln geeignet sind, sind offenbart in der allgemein übertragenen, parallel anhängigen (zugelassenen) US Patentanmeldung, amtliches Aktenzeichen Nr. 08/984,463, eingereicht am 03. Dezember 1997 in den Namen von LaVon et al. unter der Bezeichnung "Absorbent Articles Exhibiting Improved Internal Environmental Conditions".
Die Flächenmasse wurde bestimmt durch das ASTM D-3776, welches hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist, und in g/m² festgehalten.
Die Zugfestigkeit wurde bestimmt durch das ASTM D 5035-95, welches hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist, und zwar mit den folgenden Modifikationen. Im Test wurde eine Probe von 2,54 cm mal 20,32 cm (1 Inch mal 8 Inch) an entgegen gesetzten Enden der Probe festgeklemmt. Die Klammern wurden 12,7 cm (5 in) voneinander an der Probe angebracht. Die Probe wurde stetig bei einer Geschwindigkeit von 5,08 cm/min (2 in/min) gezogen, bis die Probe zerbrach. Die Kraft beim Bruch wurde in Pfund/Inch aufgezeichnet und in Newton/cm als Bruch-Zugfestigkeit umgewandelt.
Die Filmdicke wurde bestimmt durch das ASTM-Verfahren D177-64, welches hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist und in Micron festgehalten wird.
Die Grab-Zugfestigkeit wurde bestimmt durch das ASTM D 5034-95, welches hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist, in Pfund/Inch gemessen wurde und in Newton/cm festgehalten wird.
Die Längung bis zum Bruch eines Flächengebildes ist ein Maß des Betrages, in welchem sich ein Flächengebilde in einem Streifen-Zugtest streckt, bevor es versagt (bricht). Eine Probe von 1,0 Inch (2,54 cm) Breite wird in den Klammern – 5,0 Inch (12,7 cm) voneinander fixiert – eines mit konstanter Dehnungsrate arbeitenden Zug-Testgerätes, wie einem Instron-Tischmodelltester, montiert. Eine kontinuierlich zunehmende Last wird auf die Probe bei einer Querkopfgeschwindigkeit von 2,0 in/min (5,08 cm/min) bis zu Versagen aufgebracht. Die Messung wird in dem Prozentanteil der Streckung vor dem Versagen gegeben. Der Test folgt im Wesentlichen dem ASTM D 5035-95.
Die Abziehfestigkeit wird gemessen gemäß einem Test, der im Wesentlichen dem Verfahren ASTM D2724-87 folgt. Der Test wurde durchgeführt, indem ein mit konstanter Dehnungsrate arbeitendes Zug-Testgerät verwendet wurde, wie beispielsweise ein Instron-Tischmodelltester. Eine Probe von 2,54 cm (1,0 in) mal 20,32 cm (8,9 in) wird um etwa 3,18 cm (1,25 in) delaminiert, indem eine Separierung zwischen der Faserbahn und dem wasserdampfdurchlässigen Film eingeleitet wird. Die separierten Probenflächen werden in den Klammern des Testers montiert, welche 5,08 cm (2,0 in) voneinander eingestellt sind. Der Tester wird gestartet und läuft mit einer Querkopfgeschwindigkeit von 50,8 cm/min (20,0 in/min). Der Computer startet mit der Aufnahme von Ablesungen, nachdem die Durchhängung beseitigt wurde, nominal eine 5 Gramm Vorlast. Die Probe wird um etwa 12, 7 cm (5 in) delaminiert, währenddessen ausreichende Ablesungen genommen werden, um einen repräsentativen Mittelwert der Daten zu liefern. Die Spitzenlast und die mittlere Abziehfestigkeit wird in N/cm angegeben. Für Proben, die die gesamten 5 Inch abgezogen werden, wird die mittlere Abziehfestigkeit als die Abziehfestigkeit angesehen. Für Proben, die aufgrund entweder vollständiger Bindungszustände oder Fehlern in den Substraten nicht vollständig abgezogen werden, wird die Spitzenlast als die Abziehfestigkeit angesehen.
Die hydrostatische Druckhöhe wurde gemessen gemäß dem AATCC Testverfahren 127, welche den Widerstand gegenüber einer Wassereindringung in einer Testprobe von 7 in × 7 in (18 cm × 18 cm) misst. Der Wasserdruck wird auf die Textilstoffseite der Testprobe aufgebracht, bis die Probe von Wasser an drei Stellen durchdrungen ist. Der hydrostatische Druck wird gemessen in Inch und in SI-Einheiten umgewandelt und in cm Wasser festgehalten. Die Anlage, die zum Messen der hydrostatischen Druckhöhe verwendet wird, wird hergestellt durch AspuII Engineering Ltd. England.
Die Wasserabsorption wird gemessen gemäß dem ASTM D570.
Die Wasserdampf-Transmissionsrate (MVTR) wird in g/m²/24h festgehalten und wurde gemessen unter Verwendung von MVTR-Daten, die durch das ASTM E398-83 gewonnen wurden, die unter Verwendung eines LYSSY MVTR-Testermodell L80-4000J gesammelt wurden. LYSSY steht in Zürich, Schweiz. Die MVTR-Testergebnisse sind in höchstem Maße abhängig von dem verwendeten Testverfahren und dem Materialtyp. Wichtige Variablen zwischen den Testverfahren umfassen den Druckgradienten, das Volumen des Luftraumes zwischen der Flüssigkeit und der Flächenmaterialprobe, die Temperatur, die Luftströmungsgeschwindigkeit über die Probe und das Testverfahren. Das ASTM E398-83 (das "LYSSY"-Verfahren) basiert auf einem Druckgradienten von 85% relativer Feuchtigkeit ("Feuchtraum") gegen 15% relativer Feuchtigkeit ("Trockenraum"). Das LYSSY-Verfahren misst die Feuchtigkeits-Diffusionsrate für nur einige wenige Minuten und unter einem konstanten Feuchtigkeitsdelta, wobei dieser gemessene Wert dann über eine Dauer von 24 Stunden extrapoliert wird.
Virusbarrieren-Eigenschaften wurden gemessen gemäß dem ASTM F 1671. Das ASTM F 1671 ist ein Standard-Testverfahren zum Messen des Widerstandes von in Schutzkleidung verwendeten Materialien gegenüber einer Eindringung von im Blut befindlicher Pathogene. Gemäß diesem Verfahren werden drei Proben eines zu testenden Flächenmaterial mit 10⁸ Phi-X174 Baketeriophagen erregt, ähnlich in der Größe wie der Hepatitis C Virus (0,028 Micron) und mit einer Oberflächenspannung, die auf 0,042 N/m eingestellt ist, bei Druckdifferenz von 2 psi (13,8 kPa) über eine Zeitspanne von 24 Stunden. Eine Durchdringung der Probe durch lebensfähige Viren wird bestimmt unter Verwendung eines Testverfahrens. Die Testergebnisse werden in Einheiten von Plaque Forming Units pro Millimeter PFU/ml festgehalten. Eine Probe versagt, falls eine virale Durchdringung durch eine der Proben erfasst wird. Eine Probe geht durch, falls Null PFU/ml nach einer Testdauer von 24 Stunden erfasst würde.
Eine positive und negative Kontrolle wird für jeden Probensatz gefahren. Die positive Kontrolle war eine mikroporöse Membrane mit einer Porengröße von 0,04 Micron, welche 600 PFU/ml durchgelassen hat. Die negative Kontrolle war ein Flächengebilde aus einer Mylar^®-Folie, welche 0 PFU/ml durchgelassen hat.
Die Flüssigkeitsdurchsickerung wird erfasst unter Verwendung einer Lösung von 70 Teilen Isopropylalkohol, 30 Teilen Wasser und 1 Teil roter Lebensmittelfarbe. Gemäß diesem Test wird ein Flächengebilde aus einem weißen absorbierenden Löschmaterial mit den Maßen von etwa 89 cm mal 61 cm (35 in mal 24 in) auf einer flachen Oberfläche angeordnet und mit einer Testprobe der gleichen Abmessungen, mit der Substratseite der Probe nach oben gerichtet, überdeckt. Ein Teil von 250 ml der Lösung wird auf die Oberseite der Testprobe gegossen und mit einer Schablone abgedeckt, die etwa 46 3/4 cm mal 46 3/4 cm (18 in mal 18 in) misst. Ein Gewicht von 4,5 kg (10 lb) wird auf der Oberseite der Schablone für 10 Minuten angeordnet, wonach das Gewicht, die Schablone und die Testprobe von dem weißen Löschpapier entfernt werden. Das Papier wird dann nach rosa Punkten untersucht, um zu bestimmen, ob eine Durchsickerung aufgetreten ist.
Die bakterielle Barriere wird gemessen gemäß dem ISO 11607, welches unter Abschnitt 4.2.3.2. anführt, dass ein Material, das für eine Stunde luftundurchlässig ist (gemäß einem Luft-Porositätstest), die Standardanforderungen an eine mikrobielle Barriere erfüllt. Im Hinblick auf poröse Materialien führt der Abschnitt 4.2.3.3 der ISO 11607 aus, dass es kein universell anwendbares Verfahrens zum Zeigen von mikrobiellen Barriereneigenschaften in porösen Materialien gibt, führt aber an, dass die mikrobiellen Barriereneigenschaften poröser Materialien typischerweise durch Impfen von Poren mit einem Aerosol aus Bakteriensporen oder -teilchen unter einem Satz von Testbedingungen durchgeführt wird, welche die Strömungsrate durch das Material, die mikrobielle Impfung in der Probe und die Dauer des Testes spezifizieren. Ein solcher bekannter Test ist ASTM F 1608-95.
BEISPIELE
Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele sollen das Produkt und das Verfahren der Erfindung darstellen und die Erfindung in keiner Weise beschränken.
Folienkomponenten
Die einzelnen Komponenten in den Folienzusammensetzungen, die in den Beispielen unten beschrieben sind, waren wie folgt:
Hytrel^® G4778 ist ein thermoplastisches Copolyetherester-Elastomer, verkauft durch DuPont und mit einem Schmelzpunkt von 208°C, einer Vicat-Erweichungstemperatur von 175°C, einer Shore-Härte von 47D und einer Wasserabsorption von 2,3%.
Hytrel^® HTR 8206 ist ein thermoplastisches Copolyetherester-Elastomer, verkauft durch DuPont und mit einem Schmelzpunkt von 200°C einer Vicat-Erweichungstemperatur von 151 °C, einer Shore-Härte von 45D und einer Wasserabsorption von 30%.
Hytrel^® HTR 8171 ist ein thermoplastisches Copolyetherester-Elastomer, verkauft durch DuPont und mit einem Schmelzpunkt von 150°C einer Vicat-Erweichungstemperatur von 76°C, einer Shore-Härte von 32D und einer Wasserabsorption von 54%.
Das TiO₂-Konzentrat war ein Konzentrat von 50 Gew.% teilchenförmigen Titandioxidpigment in hoch dichtem Polyethylen. Das TiO₂ wird hinzu gefügt, um die Folienlage opak zu machen.
Ein Gemisch von Hytrel^® 8206/8171 wurde präpariert durch ein trockenes Vermischen der thermoplastischen Copolyetherster-Elastomere und des Titandioxid-Konzentrats.
Beispiele 1–2
Eine zweilagige faserige Nonwoven-Bahn wurde aus zwei kardierten Bahnen durch Pulverbindung hergestellt. Die erste Lage war eine kardierte Bahn aus einem Gemisch von 50 Gewichtsprozent Poly(ethylentherephthalat) (PET)-Stapelfaser (Dacron^® Typ 54W Polyesterfaser, 1,5 Inch (3,8 cm) Schnittlänge, 1,5 Denier (1,65 dtex), hergestellt durch DuPont) und 50 Gewichtsprozent Polypropylen-Stapelfasern (1,5 Inch (3,8 cm)) Schnittlänge, 2,8 Denier pro Filament (3,08 dtex), T-198 Polypropylenfaser, hergestellt durch FiberVision Company). Die zweite Lage war eine kardierte Bahn aus 100% Poly(ethylentherephthalat)-Stapelfaser (Dacron^® 90S PET, 1,5 Inch Schnittlänge, 2,25 Denier, hergestellt durch DuPont). Die erste Lage wurde auf der Oberseite der zweiten Lage angeordnet, die kombinierten Lagen wurden durch einen Bahn-Ausbreitungsabschnitt hindurch bewegt, um für jede La ge eine endgültige Flächenmasse von 0,28 oz/yd² (9,5 g/m²) zu erhalten, und ein Copolyester-Pulverhaftmittel (Grihex^® DS1371, erhalten von EMS-American Grilon, Inc.) mit einem Schmelzpunkt von zwischen 99°C und 105°C wurde auf die kombinierten Nonwoven-Lagen vom 0,14 oz/yd² (4,7 g/m²) aufgebracht. Die Bahn wurde dann durch einen Infrarotofen hindurch bewegt und erhitzt, um das Pulverhaftmittel zu schmelzen, und dann durch einen Spalt hindurch bewegt, welcher einen leichten Druck aufbrachte. Die Flächenmasse des fertigen, pulvergebundenen Nonwoven-Substrats betrugt 0,7 oz/yd² (23,7 g/m²).
Die pulvergebundene zusammengesetzte Nonwoven-Lage wurde mit einer zweischichtigen Hytrel^® Copolyetherester-Folie extrusionsbeschichtet, wie dies in 3 gezeigt ist. Die erste Folienschicht, die angrenzend an die erste (Fasergemisch) Nonwoven-Lage der Bahn extrudiert wurde, war ein Gemisch von 46 Gew.% Hytrel^® 8206, 48 Gew.% Hytrel^® 8171 und 6 Gew.% des TiO₂- Konzentrats und mit etwa 80% der Gesamtdicke der Folienschicht, basierend auf Elektronenabtast-Mikrographien. Die zweite (obere) Folienschicht war Hytrel® G4778 und mit etwa 20% der Gesamtdicke der Folienschicht. Die Komponenten der ersten Folienschicht wurden gemischt und in Pelletform in einen Schraubenextruder mit 4 Inch (10,2 cm) Durchmesser vorgeschoben, der mit dem Schmelze-Kombinierungsblock verbunden war. Das Hytrel^® G4778 für die zweite Schicht wurde in Pelletform in einen Schraubenextruder mit unterschiedlichen 3 Inch (7,6 cm) Durchmesser vorgeschoben, der mit dem gleichen Schmelze-Kombinierungsblock verbunden war. Die Komponenten für beide Folienschichten wurden jeweils bei einer Temperatur von 440°F (226°C) geschmolzen und auf den Schmelze-Kombinierungsblock extrudiert. Die zweischichtige Schmelze wurde dann zu einer Düsenöffnung von 30 mil (762μ) mal 102 cm in einem erhitzten Düsenblock vorgeschoben, die auf 232°C gehalten wurde. Eine Zweischichtfolie wurde aus der Düsenöffnung extrudiert und wurde auf dem pulvergebundenen zusammengesetzten Nonwoven-Fasersubstrat aufgebracht. Das pulvergebundene Nonwoven-Substrat wurde in einem Abstand von etwa 12 Inch (30,5 cm) unter der Öffnung der Düse angeordnet. Die Folie wurde bei einer konstanten Geschwindigkeit extrudiert, um die Zweischicht-Foliendicke konstant auf 20 Micron zu halten. Die Folie wurde mit dem faserigen, pulvergebundenen Nonwoven-Substrat verbunden, indem die beschichtete Bahn durch ein Paar Spaltwalzen hindurch bewegt wurde. Die Spaltwalze 52, die der Polymerschmelze zugewandt ist, war eine Silicongummiwalze mit einer mattierten Oberflächenbehandlung. Die Abschreckwalze 50 wurde auf 65°F (18°C) gehalten.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde auch für Beispiel 2 angewendet, mit Ausnahme dessen, dass die Liniengeschwindigkeit während der Folienextrusion eingestellt war, dass die Dicke der Hytrel^® Zweischichtfolie von 20 Micron auf 15 Micron reduziert wurde.
Die Eigenschaften der Verbundstoffe sind unten in Tabelle 1 angegeben. Die Ergebnisse werden im Vergleichsbeispiel A diskutiert.
Vergleichsbeispiel A
Ein zweilagiger Nonwoven-Stoff wurde hergestellt durch ein Wärme/Kalander-Binden von zwei kardierten Stapel-Nowovenlagen. Die erste Nonwoven-Lage war eine kardierte Bahn von 0,35 oz/yd² (11,9 g/m²) eines Gemisches aus 50 Gewichtsprozent Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfaser (Dacron^® Typ 54W Polyesterfaser, 1,5 Inch (3,8 cm) Schnittlänge, 1,5 Denier pro Filament (1,65 dtex), hergestellt von DuPont) und 50 Gewichtsprozent Polypropylen-Stapelfasern (1,5 Inch Schnittlänge, 2,8 Denier pro Filament (3,08 dtex), T-198 Polypropylenfaser, hergestellt durch FiberVision Company). Die zweite Nonwoven-Lage war eine 0,35 oz/yd² (11,9 g/m²) kardierte Bahn aus 100% T-198 Polypropylen-Stapelfaser. Die erste kardierte Bahn wurde auf der Oberseite der zweiten kardierten Bahn angeordnet und mit einem Wärme/Kalander-Binder unter Verwendung eines sehr leichten Spaltdruckes punktgebunden, um die Fallfähigkeit zu optimieren.
Die thermisch gebundene zusammengesetzte Nonwoven-Lage wurde mit einer Zweischicht-Copolyetheresterfolie unter Verwendung von Verfahrensbedingungen und Folienschichten, wie sie in Beispiel 1 beschrieben wurden, beschichtet. Eigenschaften des Verbundstoffes sind unten in Tabelle 1 angegeben.
Die in Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass bei einer Foliendicke von 20 Micron der Stoff der Erfindung, der unter Verwendung des pulvergebundenen Nonwoven-Substrats präpariert wurde, die zweifache Abziehfestigkeit sowohl in der Maschinenrichtung (MD) als auch in der Querrichtung (CD) im Vergleich zu dem Stoff aufweist, der unter Verwendung des thermisch gebundenen Nonwoven-Substrats präpariert wurde. Zudem hat der 20 Micron dicke Stoff der Erfindung (Beispiel 1) eine hydrostatische Druckhöhe, die größer als das Vierfache ist im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel A, mit nur einer Verringerung von 7% in der MVTR. Beispiel 2 zeigt, dass durch Reduzieren der Dicke der Hytrel^® Polymer-Folienschicht um 25% auf 15 Micron, eine Abziehfestigkeit erreicht wird, die äquivalent ist zu dem Vergleichsbeispiel A mit einer 20 Micron dicken Folienschicht, während eine hydrostatische Druckhöhe beibehalten wird, die größer ist als das Dreifache derjenigen des Vergleichsbeispiels A ist und einer MVTR, die 11% höher ist. Ein Flüssigkeits-Durchsickerungstest wurde durchgeführt, indem die Lebensmittelfarben/Alkohol-Lösung auf die Folienseite der zusammengesetzten Stoffe aufgebracht wurde. Signifikant weniger Nadelloch-Defekte wurden mit dem pulvergebundenen Nonwoven-Verbundstoff im Vergleich zu dem thermisch gebundenen Nonwoven-Verbundstoff erfasst.
Beispiel 3
Eine faserige Zweischicht-Nonwovenlage wurde hergestellt aus zwei kardierten Bahnen durch Pulverbindung. Die erste Lage war eine 0,40 oz/yd² (13,6 g/m²) kardierte Bahn (Flächenmasse gemessen nach dem Verbreitern während des Pulverbindungsverfahrens) eines Gemisches von 50 Gewichtsprozent Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfaser (Dacron^® Typ 90S Polyesterfaser, 1,5 Inch Schnittlänge (3,8 cm), 2,25 Denier pro Filament (2,5 dtex), hergestellt durch Du-Pont) und 50 Gewichtsprozent Polyamid-Stapelfasern, Typ 200 Nylon 6,6 Stapel, hergestellt durch DuPont, 1,5 Inch (3,8 cm) Schnittlänge, 1,8 Denier (2,0 dtex)). Die zweite Lage war eine 0,80 oz/yd² (27,1 g/m²) kardierte Bahn (Flächenmasse gemessen nach dem Verbreitern während des Pulverbindungsverfahrens) von 100% Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfaser (Dacron^® 90S PET, 1,5 Inch (3,8 cm) Schnittlänge, 2,25 Denier pro Filament (2,5 dtex), hergestellt durch DuPont). Die erste wurde auf der Oberseite der zweiten Lage angeordnet und ein Copolyester-Pulverhaftmittel (Griltex^® DS1371, erhalten von EMS-American Grilon, Inc.) mit einem Schmelzpunkt von zwischen 99°C und 105°C wurde auf das Nonwoven mit 0,3 oz/yd² (10,2 g/m²) aufgebracht. Die Nonwoven-Lagen wurde unter Verwendung des im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens mit Pulver gebunden. Die Flächenmasse des fertigen pulvergebundenen Nonwoven-Substrats betrug 1,5 oz/yd² (50,9 g/m²).
Das pulvergebundene zusammengesetzte Nonwoven-Substrat wurde mit einer Zweischicht-Copolyetheresterfolie extrusionsbeschichtet, und zwar unter Verwendung der Verfahrensbedingungen und der Folienschichten, die im Beispiel 1 beschrieben wurden. Die Eigenschaften des zusammengesetzten Stoffes sind unten in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 4
Eine faserige Zweischicht-Nonwovenlage wurde aus zwei kardierten Bahnen durch Pulverbindung hergestellt. Die erste Lage war eine 0,28 oz/yd² (9,5 g/m²) (Flächenmasse, gemessen nach dem Ausbreiten während des Pulverbindungsverfahrens) kardierte Bahn eines Gemisches von 50 Gewichtsprozent Poly(ethylenterephthalat)-Stapelfaser (Dacron^® Typ 54W Polyesterfaser, 1,5 Inch (3,8 cm) Schnittlänge, 1,5 Denier pro Filament (1,65 dtex), hergestellt von DuPont) und 50 Gewichtsprozent Polyamid-Stapelfasern (Typ 200 Nylon 6,6 Stapel, hergestellt durch DuPont, 1,5 Inch (3,8 cm) Schnittlänge, 1,8 Denier (2,0 dtex)). Die zweite Lage war eine 0,96 oz/yd² (32,6 g/m²), (Flächenmasse, gemessen nach dem Ausbreiten während des Pulverbindungsverfahrens) kardierte Bahn von 100% Po ly(ethylenterephthalat)-Stapelfaser (Dacron^® 90S PET, 1,5 Inch ( 3,8 cm) Schnittlänge, 2,25 Denier pro Filament (2,5 dtex), hergestellt durch DuPont). Die erste Schicht wurde auf der Oberseite der zweiten Schicht angeordnet und ein Copolyester-Pulverhaftmittel (Griltex^® DD1371, erhältlich von EMS-American Grilon, Inc.) mit einem Schmelzpunkt zwischen 99°C und 105°C wurde auf das Nonwoven mit 0,3 oz/yd² (10,2 g/m²) aufgebracht. Die Nonwoven-Lagen wurden unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren pulvergebunden. Die Flächenmassen des fertigen pulvergebundenen Nonwoven-Substrats betrug 1,54 oz/yd² (52,2 g/m²).
Mit Pulver gebundenes zusammengesetztes Nonwoven-Substrat wurde mit einer Zweischicht-Copolyetherester-Folie extrusionsbeschichtet, und zwar unter Verwendung der Verfahrensbedingungen und der Folienschichten, die im Beispiel 1 beschrieben wurden, mit Ausnahme dessen, dass die Liniengeschwindigkeit so eingestellt war, dass eine Foliendicke von 23 Micron erhalten wurde. Die Eigenschaften des zusammengesetzten Stapels sind unten in Tabelle 1 angegeben.
Wie in Tabelle 1 zu sehen ist, war die Wasserdampf-Transmissionsrate der Verbundlage aus Beispiel 3 größer als diejenige aus Beispiel 4, wobei die Folie etwas dicker war.
Es ist für die Fachleute des Standes der Technik offensichtlich, dass Modifikationen und Variationen in dem atmungsfähigen zusammengesetzten Lagenmaterial dieser Erfindung durchgeführt werden können. Die Erfindung in ihren breitesten Aspekten ist daher nicht auf spezifische Details oder darstellende Beispiele, wie sie oben beschrieben wurden, beschränkt. So ist vorgesehen, dass das gesamte in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen und den Beispielen enthaltene Material als beispielhaft und nicht in beschränkendem Sinne interpretiert werden, sondern so, wie dies in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
Tabelle 1
REPRÄSENTATIVE ABSORBIERENDE ARTIKEL
Eine bevorzugte Ausführungsform eines absorbierenden Artikels, der die Verbundlage der vorliegenden Erfindung beinhaltet, ist die Windel 250, die in 4 gezeigt ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Windel" auf einen im Allgemeinen von Kindern und inkontinenten Personen getragenen absorbierenden Artikel, der um den unteren Rumpf des Trägers herum getragen wird. 4 ist eine Draufsicht der Windel 250 der vorliegenden Erfindung in ihrem flach ausgelegten, nicht zusammengezogenen Zustand, das heißt (mit ausgezogener elastisch induzierter Kontraktion), wobei Bereiche der Struktur weg geschnitten sind, um den Aufbau der Windel 250 deutlicher zu zeigen. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst die Windel 250 vorzugsweise eine Aufnahmeeinheit 270 mit einer Decklage 249; eine Außenlage 247, die mit der Decklage verbunden ist; und einen absorbierenden Kern 275, der zwischen der Decklage 249 und der Außenlage 247 positioniert ist. Der absorbierende Kern 275 hat ein Paar entgegen gesetzter Längsränder, eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche. Die Windel umfasst vorzugsweise ferner elastische Beinmerkmale 272; elastische Taillenmerkmale 274; und ein Befestigungssys tem 276, vorzugsweise mit einem Paar Befestigungselementen 277 und einem Anlegeelement 278.
Die Windel 250 ist in 4 so gezeigt, dass der Bereich der Windel 250, welcher dem Träger zugewandt ist, die innere Oberfläche 273, dem Betrachter zugewandt ist. Die Windel 250 ist in 4 so gezeigt, dass sie eine innere Oberfläche 273 aufweist (dem Betrachter in 4 zugewandt), eine äußere Oberfläche 271, entgegen gesetzt zur inneren Oberfläche 273, eine hintere oder rückseitige Taillenregion 245, eine vordere Taillenregion 246, entgegen gesetzt zur hinteren Taillenregion 245, eine Schrittregion 248, die zwischen der hinteren Taillenregion 245 und der vorderen Taillenregion 246 positioniert ist, und einen Umfang, welcher durch die äußere Kontur oder Ränder der Windel 250 gebildet wird, in welcher die Längs- oder Seitenränder mit 251 bezeichnet sind und die Stirnränder mit 252 bezeichnet sind. Die innere Oberfläche 273 der Windel 250 umfasst den Bereich der Windel 250, welcher während der Benutzung angrenzend an den Träger positioniert ist (das heißt, die innere Oberfläche 273 wird im Allgemeinen durch wenigstens einen Teil der Decklage 249 und durch andere Komponenten, die mit der Decklage 249 verbunden sind, gebildet). Die äußere Oberfläche 271 umfasst den Bereich der Windel 250, welcher von dem Körper des Trägers weg positioniert ist (das heißt, die äußere Oberfläche 271 wird im Allgemeinen durch wenigstens einen Teil der Außenlage 247 und durch andere Komponenten, die mit der Außenlage 247 verbunden sind, gebildet). Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck "verbunden" Konfigurationen, durch welche ein Element direkt an dem anderen Element befestigt sind, indem das Element direkt an dem anderen Element festgelegt wird und Konfigurationen, durch welche das Element indirekt an dem anderen Element befestigt ist, indem das Element an ein oder mehrere Zwischenelemente festgelegt wird, welche wiederum an dem anderen Element festgelegt sind. Die rückseitige Taillenregion 245 und die vordere Taillenregion 246 erstrecken sich von den Stirnrändern 252, des Umfangs hin zur Schrittregion 248.
Die Windel 250 hat auch zwei Mittellinien, eine längs verlaufende Mittellinie 200 und eine quer verlaufende Mittellinie 210. Der Ausdruck "längs verlaufend", wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Linie, Achse oder Richtung in der Ebene der Windel 250, die im Allgemeinen mit (z.B. in etwa parallel zu) einer vertikalen Ebene ausgerichtet, welche einen stehenden Träger in eine linke und eine rechte Hälfte teilt, wenn die Windel 250 getragen wird. Die Ausdrücke "quer verlaufend" und "seitlich", wie hier verwendet, sind untereinander austauschbar und beziehen sich auf eine Linie, Achse oder Richtung, welche in der Ebene der Windel liegt, die im Wesentlichen senkrecht zur längs verlaufenden Richtung verläuft.
5 zeigt eine vereinfachte Draufsicht der Windel 250 aus 4, welche die verschiedenen Felder und ihre Positionierung in Bezug zueinander zeigt. Der Ausdruck "Feld", wird hier verwendet, um eine Fläche oder ein Element der Windel zu bezeichnen. (Obwohl ein Feld typischerweise eine unterscheidbare Fläche oder ein solches Element ist, kann ein Feld (funktional entsprechend) ein wenig mit einem benachbarten Feld zusammenfallen.) Die Windel 250 hat eine Schrittregion 248 mit einem Hauptfeld 280 und einem Paar Beinfelder 282; eine vordere Taillenregion 246 mit einem zentralen Feld, mit einem medialen Feld 286 und eine Taillenbandfeld 288 und Seitenfelder 290; und eine hintere Taillenregion 245 mit einem zentralen Feld, mit einem medialen Feld 286' und einem Taillenbandfeld 288' und Seitenfeldern 290'. Das Hauptfeld 280 ist der Bereich der Windel 250, von welchem die anderen Felder ausgehen. Der absorbierende Kern ist im Allgemeinen innerhalb des Hauptfeldes 280 positioniert, da Ausscheidungen typischerweise in dieser Region der Windel ausgeschieden werden, obwohl der absorbierende Kern sich auch leicht in die medialen Felder 286 und 286' erstrecken kann. Ein Beinfeld 282 erstreckt sich im Allgemeinen seitlich von und entlang jedes Seitenrandes 281 des Hauptfeldes 280 nach außen. Jedes Beinfeld 282 bildet im Allgemeinen wenigstens einen Bereich des elastischen Beinmerkmals. In der vorderen Taillenregion 246 erstreckt sich das mediale Feld 286 des zentralen Feldes im Wesentlichen in Längsrichtung von und entlang des Seitenrandes 285 des Hauptfeldes 280 nach außen. Das Taillenbandfeld 288 erstreckt sich im Wesentlichen von und entlang des medialen Fel des 286 längs nach außen. Die Seitenfelder 290 erstrecken sich jeweils im Wesentlichen von und entlang des zentralen Feldes seitlich nach außen. In der hinteren Taillenregion 245 erstreckt das mediale Feld 286' des zentralen Feldes im Wesentlichen in Längsrichtung von und entlang des Querrandes 285 des Hauptfeldes 280 nach außen. Das Taillenbandfeld 288' erstreckt sich im Wesentlicher von und entlang des medialen Feldes 286' in Längsrichtung nach außen. Die Seitenfelder 290' erstrecken sich jeweils im Wesentlichen von und entlang des zentralen Feldes seitlich nach außen.
Wieder mit Bezug auf 4 wird dort die Aufnahmeeinheit 270 der Windel 250 so gezeigt, dass sie den Hauptkörper (Chassis) der Windel 250 aufweist. Die Aufnahmeeinheit 270 umfasst vorzugsweise eine Decklage 249, eine Außenlage 247 und einen absorbierenden Kern 275 mit einem Paar entgegen gesetzter Längsränder, einer inneren Oberfläche, einer äußeren Oberfläche. Die innere Oberfläche des absorbierenden Kerns ist im Wesentlichen dem Körper des Trägers zugewandt, während die äußere Oberfläche im Wesentlichen vom Körper des Trägers abgewandt ist. Wenn der absorbierende Artikel einen separaten Halter und einen Einsatz aufweist, umfasst die Aufnahmeeinheit 270 im Allgemeinen den Halter und den Einsatz (das heißt, die Aufnahmeeinheit 270 umfasst ein oder mehrere Materiallagen, um den Halter zu bilden, während der Einsatz einen absorbierenden Werbundstoff, wie eine Decklage, eine Außenlage und einen absorbierenden Kern, umfasst). Für einheitliche absorbierende Artikel umfasst die Aufnahmeeinheit 270 vorzugsweise die Decklage 249, die Außenlage 247 und den absorbierenden Kern 275 der Windel, wobei andere Merkmale hinzu gefügt sein können, um die zusammengesetzte Windelstruktur zu bilden.
4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Aufnahmeeinheit 270, in welcher die Decklage 249 und die Außenlage 247 Längen- und Breitenabmessungen haben, die im Wesentlichen größer sind als diejenigen des absorbierenden Kerns 275. Die Decklage 249 und die Außenlage 247 erstrecken sich über die Ränder des absorbierenden Kerns 250 hinaus, um dadurch den Umfang der Windel 250 zu bil den. Obwohl die Decklage 249, die Außenlage 247 und der absorbierende Kern 275 in einer Vielfalt von allgemein bekannten Konfigurationen zusammengebaut sein können, sind beispielhafte Aufnahmeeinheits-Konfigurationen allgemein beschrieben in US Patent Nr. 3,860,003 unter der Bezeichnung "Contractible Side Portions for Disposable Diaper", veröffentlicht für Kenneth B. Buell am 14. Januar 1975; US Patent Nr. 5,151,092 unter der Bezeichnung "Absorbent Article With Dynamic Elastic Waist Feature Having A Predisposed Resilient Flexural Hinge", veröffentlicht für Kenneht B. Buell et al. am 29. September 1992 und US Patent Nr. 5,385,500 unter der Bezeichnung "Absorbent Articles Providing Sustained Dynamic Fit", veröffentlicht für LaVon et al. am 25. Oktober 1994.
In der in 4 gezeigten Ausführungsform umfasst die Außenlage 247 vorzugsweise eine kontinuierliche Lage oder Schicht, welche die vordere Taillenregion 246 bildet, die hintere Taillenregion 245 und die Schrittregion 248. Wie hier verwendet, beschränkt der Ausdruck "Schicht" nicht notwendigerweise das Element auf eine einzelne Materialschichtung, dahin gehend, dass eine Schicht tatsächlich Laminate oder Kombinationen von Flächengebilden oder Bahnen der benötigten Materialtypen umfasst. Die Außenlage 247 hat eine innere Oberfläche und eine entgegen gesetzte äußere Oberfläche. Die innere Oberfläche ist der Bereich der Außenlage 247, welcher angrenzend an den absorbierenden Kern positioniert ist. Die äußere Oberfläche der Außenlage 247 korrespondiert mit der äußeren Oberfläche 271 der Windel 250. Da die Außenlage 247 vorzugsweise die vordere Taillenregion 246, die hintere Taille 245 und die Schrittregion 248 bildet, hat die Außenlage 247 auch korrespondierende Regionen und Felder, wie dies vorher definiert wurde. (Aus Gründen der Vereinfachung sind diese Regionen und Felder in den Zeichnungen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie die korrespondierenden Windelregionen und Felder, die in 5 dargestellt sind.)
In der in 5 gezeigten Ausführungsform ist der absorbierende Kern in dem Hauptfeld 280 positioniert, da Ausscheidungen typischerweise in dieser Region abgegeben werden, und erstreckt sich in die medialen Felder 286 und 286'. In der in 5 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der absorbierende Kern nicht in die Beinfelder 282, die Taillenbandfelder 288 und 288', und die Seitenfelder 290 und 290'. In anderen Ausführungsformen kann sich der absorbierende Kern in alle oder einige der Beinfelder 282, die Taillenbandfelder 288 und 288' und die Seitenfelder 290 und 290' erstrecken.
Die Außenlage 247 der vorliegenden Erfindung ist der Bereich der Windel 250, welcher im Allgemeinen von der Haut des Trägers weg positioniert ist und welcher die Ausscheidungen, die in den absorbierenden Kern 275 absorbiert und aufgenommen sind, daran hindert, Artikel zu benässen, welche die Windel 250 berühren, wie Bettlaken und Unterwäsche. So ist die Außenlage 247 im Wesentlichen undurchlässig für Fluide (z.B. Urin). Zudem, dass die Außenlage 247 fluidundurchlässig ist, ist sie auch höchst durchlässig für Wasserdampf. Für Einwegwindeln hat sich die Wasserdampfdurchlässigkeit als kritisch in Bezug auf eine komfortbezogene Leistung der absorbierenden Artikel heraus gestellt. Wenn ein absorbierender Artikel aus nicht atmungsfähigem Material auf einem Träger positioniert ist, wird die Haut durch die Materialien, welche den absorbierenden Artikel aufbauen, abgeschlossen. Dieser Abschluss der Haut verhindert das Entweichen von Wasserdampf oder eine Verdunstung und die sich daraus ergebende Abkühlung des abgeschlossenen Bereichs. Die sich daraus ergebende Zunahme an Transpiration in Verbindung mit einer Fluidbeladung steigert die relative Feuchtigkeit der Luft innerhalb des absorbierenden Artikels und führt zu einem verringerten Komfort für den Träger und zu wahrnehmbaren negativen Sachverhalten für den Pfleger. Wie oben diskutiert, hat die Verbundlage 10 der vorliegenden Erfindung eine ideale Wasserdampf-Transmissionsrate für die Verwendung als Außenlage in einem absorbierenden Einwegartikel, wie der Einwegwindel 250 in 4. Für eine solche Anwendung wird die Verbundlage 10 mit der Filmschicht 12, welche den inneren oder kernseitigen Bereich der Außenlage bildet, und mit dem Substrat 16, welches den äußeren oder wäscheseitigen Bereich der Außenlage bildet, verwendet.
Die Außenlage 247 mit der Verbundlage 10 ist vorzugsweise an der äußeren Oberfläche des absorbierenden Kerns 275 positioniert und kann mit diesem durch irgendein geeignetes Befestigungsmittel, das im Stand der Technik zum Verbinden solcher Materialien bekannt ist, verbunden sein. Zum Beispiel kann die Außenlage 247 mit dem absorbierenden Kern 275 durch eine gleichförmige kontinuierliche Schicht eines Haftmittels, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels verbunden sein. Ein Beispiel für ein geeignetes Befestigungsmittel mit einem offenen Musternetzwerk aus Filamenten eines Haftmittels ist offenbart in US Patent Nr. 4,573,986 unter der Bezeichnung "Disposable Waist-Containment Garment", veröffentlicht für Minetola et al. am 04. März 1986. Ein weiteres geeignetes Anbringungsmittel mit mehreren Linien von Haftmittelfilamenten, die in einem Spiralmuster verwirbelt sind, ist dargestellt durch die Vorrichtungen und Verfahren, die gezeigt sind in US Patent Nr. 3,911,173, veröffentlicht für Sprague, Jr. am 07. Oktober 1975; US Patent Nr. 4,785,996, veröffentlicht für Ziecker et al. am 22. November 1978 und US Patent Nr. 4,842,666, veröffentlicht für Werenicz am 27. Juni 1989. Alternativ können die Befestigungsmittel Wärmebindungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch mechanische Bindungen oder irgendein anderes geeignetes Befestigungsmittel oder Kombinationen dieser Befestigungsmittel umfassen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden auch berücksichtigt, bei welchen der absorbierende Kern nicht mit der Außenlage 247 und/oder der Decklage 249 verbunden ist, um eine größere Dehnbarkeit in der vorderen Taillenregion 246 und der hinteren Taillenregion 245 bereit zu stellen.
Der absorbierende Kern 250 kann irgendein absorbierendes Element sein, welches im Allgemeinen komprimierbar, verformbar, nicht störend für die Haut des Trägers und in der Lage ist, Fluide, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen zu absorbieren und zurück zu halten. Wie in 4 gezeigt ist, hat der absorbierende Kern 275 eine wäscheseitige Seite, eine körperseitige Seite, ein Paar Seiten ränder und ein Paar Taillenränder. Der absorbierende Kern 275 kann in einer breiten Vielfalt von Größen und Formen hergestellt werden (z.B. rechtwinklig, sanduhr-förmig, "T"-förmig, asymmetrisch etc.) und aus einer breiten Vielfalt von fluidabsorbierenden Materialien, die im Allgemeinen in Einwegwindeln und anderen absorbierenden Artikeln verwendet werden, wie zermahlener Holzzellstoff, welcher im Allgemeinen als Luftfilz bezeichnet wird. Beispiele weiterer geeigneter absorbierender Materialien umfassen gekreppte Zellulosewatte; schmelzgeblasene Polymere, einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Zellulosefasern; Tissue, einschließlich Tissuehüllen und Tissuelaminate; absorbierende Schäume; absorbierende Schwämme; superabsorbierende Polymere; absorbierende Geliermaterialien; oder irgendein äquivalentes Material oder Kombinationen von Materialien.
Die Konfiguration und die Konstruktion des absorbierenden Kern 275 kann variieren (z.B. kann der absorbierende Kern variierende Dickezonen haben, einen hydrophilen Gradienten, einen superabsorbierenden Gradienten oder Annahmezonen mit geringerer mittlerer Dichte und geringerer mittlerer Flächenmasse haben; oder kann ein oder mehrere Schichten oder Strukturen umfassen). Ferner können die Größe und die Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns 250 auch variiert werden, um Träger im Bereich von Kindern bis Erwachsenen aufzunehmen. Die gesamte Absorptionskapazität des absorbierenden Kerns 275 sollte jedoch kompatibel sein mit der geplanten Beladung und der gedachten Verwendung der Windel 250.
Eine Ausführungsform der Windel 250 hat einen asymmetrischen, modifiziert T-förmigen absorbierenden Kern 275 mit Flügeln in der vorderen Taillenregion, aber einer im Wesentlichen rechtwinkligen Form in der hinteren Taillenregion. Beispielhafte absorbierende Strukturen für die Verwendung als absorbierender Kern 275 der vorliegenden Erfindung, die eine weiter Akzeptanz und wirtschaftlichen Erfolg erreicht haben, sind beschrieben in US Patent Nr. 4,610,678 unter der Bezeichnung "High-Density Absorbent Structures", veröffentlicht für Weisman et al. am 09. Sep tember 1986; US Patent nr. 4,673,402 unter der Bezeichnung "Absorbent Articles With Dual-Layered Cores", veröffentlicht für Weisman et al. am 16. Juni 1987; US Patent Nr. 4,888,231 unter der Bezeichnung "Absorbent Core Having A Dusting Layer", veröffentlicht für Angstadt am 19. Dezember 1989 und US Patent Nr. 4,834,735 unter der Bezeichnung "High Density Absorbent Members Having Lower Density and Lower Basis Weight Acquisition Zones", veröffentlicht für Alemany et al. am 30. Mai 1989. Der absorbierende Kern kann ferner ein Doppelkernsystem aufweisen, das einen Annahme/Verteilungs-Kern aus chemisch versteiften Fasern enthält, die über einem absorbierenden Speicherkern positioniert sind, wie dies im Detail angegeben ist in US Patent Nr. 5,234,423 unter der Bezeichnung "Absorbent Article With Elastic Waist Feature and Enhanced Absorbency", veröffentlicht für Alemany et al. am 10. August 1993; und in US Patent Nr. 5,147,345 unter der Bezeichnung "High Efficiency Absorbent Articles For Incontinence Management", veröffentlicht für Young, LaVon und Taylor am 15. September 1992.
Die Decklage 249 ist vorzugsweise angrenzend an die innere Oberfläche des absorbierenden Kerns 275 positioniert und ist vorzugsweise mit diesem und mit der Außenlage 247 durch Befestigungsmittel (nicht gezeigt) verbunden, wie solche, die oben mit Bezug auf das Verbinden der Außenlage 249 mit dem absorbierenden Kern 247 beschrieben sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Decklage 249 und die Außenlage 247 direkt miteinander in dem Windelumfang verbunden und indirekt miteinander durch ein direktes Verbinden derselben mit dem absorbierenden Kern 275 durch irgendein geeignetes Mittel verbunden.
Die Decklage 249 ist vorzugsweise nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers. Ferner ist die Decklage 249 vorzugsweise fluiddurchlässig und erlaubt Fluiden (z.B. Urin), ohne Weiteres durch ihre Dicke hindurch zu dringen. Eine geeignete Decklage 249 kann aus einem breiten Bereich von Materialien hergestellt werden, wie Gewebe- und Nonwoven-Materialien; polymere Materialien, wie mit Öffnungen versehene, geformte thermoplastische Folien, mit Öffnun gen versehene, Kunststofffolien, und hydrogeformte thermoplastische Folien, poröse Schäume; retikulierte Schäume; retikulierte thermoplastische Folien; und thermoplastische Scrims. Geeignete Gewebe- und Nowoven-Materialien können aus natürlichen Fasern (z.B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z.B. polymeren Fasern, wie Polyester-, Polypropylen- oder Polyethylen-Fasern) oder aus einer Kombination von natürlichen und synthetischen Fasern zusammengesetzt sein. Die Decklage 249 ist vorzugsweise aus einem hydrophoben Material hergestellt, um die Haut des Trägers gegenüber Fluiden zu isolieren, welche durch die Decklage 249 hindurch gelangt sind und in dem absorbierenden Kern 275 enthalten sind (das heißt, um eine Rücknässung zu verhindern). Falls die Decklage 249 aus einem hydrophoben Material hergestellt ist, wird wenigstens die obere Oberfläche der Decklage 249 so behandelt, dass sie hydrophil ist, so dass Fluide schneller durch die Decklage hindurch transferiert werden. Dies vermindert die Wahrscheinlichkeit, dass Körperausscheidungen aus der Decklage 249 ausfließen, statt durch die Decklage 249 hindurch gezogen und vom absorbierenden Kern 275 absorbiert zu werden. Die Decklage 249 kann hydrophil gemacht werden, indem sie mit einem grenzflächenaktiven Stoff behandelt wird. Geeignete Verfahren zum Behandeln der Decklage 249 mit einem grenzflächenaktiven Stoff umfassen ein Besprühen des Decklagenmaterials 249 mit dem grenzflächenaktiven Stoff und ein Eintauchen des Materials in den grenzflächenaktiven Stoff eine detailliertere Diskussion einer solchen Behandlung und Hydrophilizität ist enthalten in US Patent Nr. 4,988,344 unter der Bezeichnung "Absorbent Articles with Multiple Layer Absorbent Layers", veröffentlicht für Reising et al. am 29. Januar 1991 und US Patent Nr. 4,988,345 unter der Bezeichnung "Absorbent Articles with Rapid Acquiring Absorbent Cores", veröffentlicht für Reising am 29. Januar 1991. Wie in der Hintergrunddiskussion oben erwähnt wurde, neigen solche hydrophilen Materialien dazu, die Oberflächenspannung von Körperfluiden, die in den absorbierenden Artikel ausgeschieden wurden, zu reduzieren, was die Wahrscheinlichkeit einer Flüssigkeitsdurchsickerung steigen lässt, falls es Poren oder Nadellöcher in der Außenlage des Artikels gibt.
Eine alternative bevorzugte Decklage umfasst eine mit Öffnungen versehene geformte Folie. Mit Öffnungen versehene geformte Folien werden für die Decklage bevorzugt, weil sie durchlässig sind für Körperausscheidungen und noch nicht absorbierende sind und eine verringerte Neigung haben, Fluiden zu erlauben, durch sie zurück zu gelangen und die Haut des Trägers neu zu benässen. So bleibt die Oberfläche der geformten Folie, wenn sie in Kontakt mit dem Körper befindet, trocken, wodurch ein Beschmutzen des Körper verringert wird und ein komfortableres Gefühl für den Träger erzeugt wird. Geeignete geformte Folien sind beschrieben in US Patent Nr. 3,929,135 unter der Bezeichnung "Absorptive Structures Having Tapered Capillaries", veröffentlicht für Thompson am 30. Dezember 1975; US Patent Nr. 4,324,246 unter der Bezeichnung "Disposable Absorbent Article Having A Stain Resistant Topsheet", veröffentlicht für Mullane et al. am 13. April 1982; US Patent Nr. 4,342,314 unter der Bezeichnung "Resilient Plastic Web Exhibiting Fiber-Like Properties", veröffentlicht für Radel et al. am 03. August 1982; US Patent Nr. 4.463,045 unter der Bezeichnung "Macroscopically Expanded Three-Dimensional Plastic Web Exhibiting Non-Glossy Visible Surface and Cloth-Like Tactile Impression", veröffentlicht für Ahr et al. am 31. Juli 1984 und US Patent Nr. 5,006,394 "Multilayer Polymeric Film", veröffentlicht für Baird am 09. April 1991.
Es kann wünschenswert sein, absorbierende Einwegartikel der vorliegenden Erfindung mit einer Dehnbarkeit oder Elastizität in allen oder nur einem Teil der Seitenfelder 290 bereit zu stellen. (Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "dehnbar" auf Materialien, die in der Lage sind, sich in wenigstens einer Richtung um einen gewissen Grad zu dehnen, ohne übermäßig zu reißen. Die Ausdrücke "Elastizität" und "elastisch dehnbar" beziehen sich auf dehnbare Materialien, die die Fähigkeit haben, in in etwa ihre ursprünglichen Abmessungen zurück zu kehren, wenn die Kraft, welche das Material gedehnt hat, weg genommen worden ist. Wie hier verwendet, kann ein Material oder ein Element, das als "dehnbar" beschrieben wurde, auch elastisch dehnbar sein, sofern nicht anders vorgesehen.) Dehnbare Seitenfelder 290 liefern einen komfortableren und anschmiegsameren Sitz durch ein anfängliches passendes Sitzen der Windel am Träger und ein Beibehalten dieses Sitzes während der Tragezeit, selbst nachdem die Windel mit Ausscheidungen beladen wurde, da die Seitenfelder den Seiten der Windel erlauben, sich zu expandieren und zusammenzuziehen. Dehnbare Seitenfelder 290 sorgen ferner für eine wirksamere Anlegung der Windel 250, da, selbst wenn der Windelanleger ein Seitenfeld 290 weiter als das andere während der Anlegung zieht (asymmetrisch), sich die Windel 250 während des Tragens "selbst einstellen" wird. Obwohl dehnbare Seitenfelder 290 in einer Anzahl von Konfigurationen konstruiert sein können, sind Beispiele von Windeln mit dehnbaren Seitenfeldern offenbart in US Patent Nr. 4,857,067 unter der Bezeichnung "Dispoable Diaper Having Shirred Ears", veröffentlicht für Wood et al. am 15. August 1989; US Patent Nr. 4,381,781, veröffentlicht für Sciaraffa et al. am 03. Mai 1983; US Patent Nr. 4,938,753, veröffentlicht für Van Gompel et al. am 03. Juli 1990 und in US Patent Nr. 5,151,092, veröffentlicht für Buell et al. am 29. September 1992.
Die dehnbaren Seitenfelder oder beliebige anderen Elemente der Windel 250, in welchem Dehnbarkeit und Elastizität wünschenswert sind, wie beispielsweise die Taillenbändern, können Materialien umfassen, die "vorgespannt" oder "mechanisch vorgespannt" wurden (das heißt, in einem gewissen Grade einem örtlichen Muster einer mechanischen Streckung ausgesetzt wurden, um das Material dauerhaft zu längen), oder strukturell elastikartige Bahnen, wie sie beschrieben sind in US Patent Nr. 5,518,801, veröffentlicht für Chappell et al. am 21. Mai 1996. Die Materialien können unter Verwendung einiger Tiefprägetechniken vorgespannt werden, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Alternativ können die Materialien vorgespannt werden, indem das Material durch ein inkremental streckendes mechanisches System hindurch gelenkt werden, wie dies beschrieben ist in US Patent Nr. 5,330,458, veröffentlicht für Buell et al. am 19. Juli 1994. Die Materialien dürfen dann in ihren im Wesentlichen ungespannten Zustand zurück kehren, um somit ein Nullspannungs-Stretchmaterial zu bilden, das wenigstens bis zu dem Punkt der anfänglichen Streckung dehnbar ist. Beispiele von Nullspannungs-Materialien sind offenbart in US Patent Nr. 2,075,189, veröffentlicht für Galligan am 30. März 1937; US Patent Nr. 3,025,199, veröffentlicht für Harwood am 13. März 1962; US Patent Nrn. 4,017,364 und 4,209,563, veröffentlicht für Sisson am 15. August 1978 bzw. 24. Juni 1980; US Patent Nr. 4,834,741, veröffentlicht für Sabee am 30. Mai 1989 und US Patent Nr. 5,151,092, veröffentlicht für Buell et al. am 19. September 1992.
Die Windel 250 umfasst ferner vorzugsweise elastische Beinmerkmale 272 zum Bereitstellen einer verbesserten Aufnahme von Fluiden und anderen Körperausscheidungen. Jedes elastische Beinmerkmal 272 kann mehrere unterschiedliche Ausführungsformen zum Reduzieren der Leckage von Körperausscheidungen in den Beinfeldern 282 umfassen (Das elastische Beinmerkmal kann, und wird manchmal auch, als Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschläge oder Elastikaufschläge bezeichnet.) Das US Patent Nr. 3,860,003 beschreibt eine Einwegwindel, welche eine zusammenziehbare Beinöffnung mit einer Seitenklappe und ein oder mehreren elastischen Elementen umfasst, um einen elastisch gemachten Beinaufschlag (Dichtungsaufschlag) bereit zu stellen. Das US Patent Nr. 4,909,803 unter der Bezeichnung "Disposabele Absorbent Article Having Elasticized Flaps", veröffentlich für Aziz et al. am 20. März 1990, beschreibt eine Einwegwindel mit "aufstehenden" elastischen gemachten Klappen (Barrierenaufschlägen), um die Aufnahme der Beinregionen zu verbessern. Das US Patent Nr. 4,695,278 unter der Bezeichnung "Absorbent Article Having Dual Cuffs", veröffentlicht für Lawson am 22. September 1987 und US Patent Nr. 4,795,454 unter der Bezeichnung "Absorbent Article Having Leakage-Resistant Dual Cuffs", veröffentlicht für Dragoo am 03. Januar 1989, beschreiben Einwegwindeln mit Doppelaufschlägen, die einen Dichtungsaufschlag und einen Barrierenaufschlag umfassen. Das US Patent nr. 4,704,115 unter der Bezeichnung "Disposable Waist Containment Garment", veröffentlicht für Buell am 03. November 1987, offenbart eine Einwegwindel oder Inkontinenzwäsche mit Seitenleckage-Schutzrinnen, die so ausgebildet sind, dass sie freie Fluide innerhalb der Wäsche aufnehmen.
Obwohl jedes elastische Beinmerkmal 272 so konfiguriert sein kann, dass es ähnlich einem der Beinbänder, Seitenklappen, Barrierenaufschlägen oder Elastikaufschlägen ist, die oben beschrieben wurden, wird vorgezogen, dass jedes elastische Beinmerkmal 272 wenigstens einen inneren Barrierenaufschlag mit einer Barrierenklappe oder einem Abstandselement umfasst, wie dies beschrieben ist in dem oben genannten US Patent Nr. 4,909,803. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das elastische Beinmerkmal 272 zusätzlich einen elastischen Dichtungsaufschlag 263 mit ein oder mehreren elastischen Strängen 265, die außenseitig des Barrierenaufschlags positioniert sind, wie dies beschrieben ist in dem oben erwähnten US Patent Nr. 4,695,278.
Die Windel 250 umfasst ferner vorzugsweise ein elastisches Taillenmerkmal 274, das einen verbesserten Sitz und eine verbesserte Aufnahme liefert. Das elastische Taillenmerkmal 274 ist der Bereich oder die Zone der Windel 250, welche dazu gedacht ist, sich elastisch zu expandieren und zusammenzuziehen, um sich dynamisch an die Taille des Trägers anzulegen. Das elastische Taillenmerkmal 274 erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung nach außen von wenigstens einer der Taillenränder des absorbierenden Kerns 275 und bildet im Allgemeinen wenigstens einen Bereich des Stirnrandes der Windel 250. Die Einwegwindeln sind im Allgemeinen so konstruiert, dass sie zwei elastisch gemachte Taillenbänder aufweisen, eines positioniert in der hinteren Taillenregion und eines positioniert in der vorderen Taillenregion, obwohl Windeln mit einem einzeln elastisch gemachten Taillenband konstruiert werden können. Ferner kann, obwohl das elastische Taillenmerkmal 274 oder eines seiner Bestandteilselemente ein separates Element umfassen kann, das mit der Windel 250 befestigt ist, das elastische Taillenmerkmal 274 als eine Erstreckung eines anderen Elements der Windel, wie der Außenlage 247 oder Decklage 249 konstruiert sein, vorzugsweise sowohl der Außenlage 247 als auch der Decklage 249. Ausführungsformen werden auch berücksichtigt, in welchen das elastische Taillenmerkmal 274 Öffnungen umfasst, wie dies oben beschrieben wurde, um in den Taillenregionen Atmungsfähigkeit zu schaffen. Das elastische Taillenmerkmal 274 kann in einer Anzahl von unterschiedlichen Konfigurationen konstruiert sein, einschließlich solchen, die beschrieben sind in US Patent Nr. 4,515,595 unter der Bezeichnung "Disposable Diapers with Elastically Contractible Waistbands", veröf fentlicht für Kievit et al. am 07. Mai 1985, und das oben genannte US Patent Nr. 5,151,092, veröffentlicht für Buell.
Die Windel 250 umfasst auch ein Befestigungssystem 276, welches einen Seitenverschluss bildet, welcher die hintere Taillenregion 245 und die vordere Taillenregion 246 in einer überlappenden Konfiguration hält, derart, dass Seitenspannungen, die um den Umfang der Windel herum gehalten werden, um die Windel am Träger zu halten. Beispielhafte Befestigungssysteme sind offenbart in US Patent Nr. 3,848,594, veröffentlicht für Buell am 19. November 1974; US Patent Nr. 4,662,875, veröffentlicht für Hirotsu und Robertson am 05. Mai 1987; US Patent Nr. 4,869,724, veröffentlicht für Scripps am 16. September 1989; US Patent Nr. 4,846,815, veröffentlicht für Scripps am 11. Juli 1989; US Patent Nr. 4,894,060, veröffentlicht für Nestegard am 16. Januar 1990; US Patent Nr. 4,946,527, veröffentlicht für Battrell am 07. August 1990 und US Patent Nr. 5,326,612 unter der Bezeichnung "Nonwoven Female Component For Refastenable Fastening Device And Method of Making the Same", veröffentlicht für David J. K. Goulait am 05. Juli 1994.
Obwohl eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform eines absorbierenden Artikels, wie die Windel 250, gemäß der vorliegenden Erfindung eine Verbundlage 10 gemäß der vorliegenden Erfindung für im Wesentlichen die volle Erstreckung der Außenlage 247 verwendet, wird es klar, dass die absorbierenden Artikel in keiner Weise auf eine solche Ausführungsform beschränkt sind. Zum Beispiel könnte eine Außenlage aus mehreren Außenlagenelementen konstruiert sein, die ähnliche oder unterschiedliche Eigenschaften und Konstruktionen haben. Ein solcher Ansatz wäre, eine Außenlage mit einer nach außen gerichteten Oberfläche einer einheitlichen oder zusammengesetzten Nonwoven-Lage als ein Substrat mit der Filmschicht mit nur der Region der Außenlage zu bilden, wo eine Fluidundurchlässigkeit erwünscht ist.
Darüber hinaus kann es auch wünschenswert sein für bestimmte Anwendungen, die Orientierung der Lagen umzukehren, so dass die Filmschicht auf der äußeren oder wäscheseitigen Seite der Außenlage und das die faserige Substratlage auf der inneren oder absorbierenden kernseitigen Seite der Außenlage angeordnet ist. Es kann ebenso auch wünschenswert sein, die Verbundlage 10 in einer doppelseitigen Ausführungsform zu verwenden, in welcher beide Seiten der Außenlage mit einer faserigen Lage versehen sind. Alle solche Variationen kommen in Betracht, so dass sie in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Darüber hinaus können in Abhängigkeit von der spezifischen Anwendung die Eigenschaften, welche durch die Verbundlagen der vorliegenden Erfindung bereit gestellt werden, auch mit großem Vorteil in anderen Regionen des absorbierenden Artikels außerhalb des zentralen Bereichs der Außenlage, welcher die absorbierende Kernstruktur überlagert, verwendet werden. Zum Beispiel liefern die erwünschten fluidundurchlässigen, wasserdampfdurchlässigen Eigenschaften der Verbundlage auch wünschenswerte Attribute für Umfangsbereiche des absorbierenden Artikels, welche sich seitlich von den Randkanten des absorbierenden Kerns nach außen erstrecken, wie die Seitenfelder 290, 290', die in 5 gezeigt sind. Weitere solche "Umfangsbereiche" des absorbierenden Artikels, für welche solche Attribute wünschenswert sein können, liegen in der Nähe der Beinfelder 282, welche verschiedene Bänder, Aufschläge und Klappen enthalten, aber nicht darauf beschränkt sind.
Ebenso wird klar, obwohl ein großer Teil der vorstehenden Diskussion auf den repräsentativen absorbierenden Artikel in Form der Windel 250 gerichtet war, dass die Materialien und Grundzüge der vorliegenden Erfindung ebenso anwendbar sind auf andere absorbierende Artikel, wie Inkontinenzeinlagen, Inkontinenzunterwäsche, Windelhalter und -einsätze, Frauenhygieneprodukte (Damenbinden, Höscheneinlagen, etc.), Übungshöschen, Anziehwäsche und dergleichen, in welchen die Materialien der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwendet werden können. Beispielhaft könnte eine Außenlage einer Damenbinde gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Verbundlage der vorliegenden Erfindung gebildet werden, wie dies auch Umfangsbereiche einer Damenbinde, wie beispielsweise Flügel oder Seitenklappen sein könnten.
Nach der Herstellung der Verbundlage 10 und entweder vor oder nach dem Einbau der Lage in einen absorbierenden Artikel kann es wünschenswert sein, das Flächengebilde einem mechanischen Post-Formationsverfahren auszusetzen, wie beispielsweise einem Kreppen, Dehnen/Aktivieren durch Walzen mit korrugierten Rollen oder in anderer Weise. Ein solches repräsentatives Verfahren ist im Detail beschrieben in US Patent Nr. 5,518,801 für Chappell et al.

Claims

Absorbierender Artikel (250) umfassend: (a) eine Decklage (249); (b) eine Außenlage (247), die aus einem dampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Komposit-Schichtmaterial (10) gebildet ist, wobei das Komposit-Schichtmaterial umfasst: (i) eine erste faserige Nonwoven-Bahn mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite; (ii) eine zweite faserige Nonwoven-Bahn mit einer ersten Seite und einer gegenüberliegenden zweiten Seite, wobei die erste Seite der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn an die zweite Seite der ersten faserigen Nonwoven-Bahn angrenzt; wobei die erste (16) und zweite faserige Nonwoven-Bahn (14) jeweils Pulver-gebundene Bahnen sind, wobei die Fasern der ersten und zweiten faserigen Bahn durch ein synthetisches Klebstoffpulver miteinander verbunden sind, das die erste und zweite faserige Nonwoven-Bahn durchdringt, und wobei die erste und zweite faserige Nonwoven-Bahn durch den Klebstoff miteinander verbunden sind; und (iii) eine dampfdurchlässige thermoplastische Folie (12), die mit der zweiten Seite der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn verbunden ist; wobei: (I) mindestens 90 Gew.-% der Fasern in der ersten faserigen Nonwoven-Bahn mit dem Klebstoff verträglich sind; (II) zwischen 25 und 75 Gew.-% der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn mit dem Klebstoff und der thermoplastischen Folie verträglich sind; (III) zwischen 75 und 25 Gew.-% der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn mit dem Klebstoff und der thermoplastischen Folie unverträglich sind; und (IV) mindestens 50 Gew.-% des Polymers in der thermoplastischen Folie mit dem Klebstoff verträglich sind; und (c) einen absorbierenden Kern (275), der zwischen der Decklage und der Außenlage liegt.
Absorbierender Artikel (250) nach Anspruch 1, wobei das Gewicht der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn (14) zwischen einem Viertel und dem 4-fachen des Gewichtes der Fasern in der ersten faserigen Nonwoven-Bahn (16) liegt.
Absorbierender Artikel (250) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: (a) der Klebstoff ein Polyester-Polymer- oder Polyester-Copolymer-Klebstoff ist; (b) die wasserdampfdurchlässige Folie (12) aus mindestens 75 Gew.-% eines Polymers besteht, das gewählt ist aus der Gruppe von Block-Copolyether-Estern, Block-Copolyether-Amiden, Copolyether-Imid-Estern, Polyurethanen, Polyvinylalkohol und deren Kombinationen; (c) mindestens 90 Gew.-% der Fasern in der ersten faserigen Nonwoven-Bahn (16) aus einem Polymer hergestellt sind, das gewählt ist aus der Gruppe von Polyester-Polymeren und Copolymeren; (d) zwischen 25 und 75 Gew.-% der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn (14) aus einem Polymer hergestellt sind, das ge wählt ist aus der Gruppe von Polyester-Polymeren und Copolymeren; und (e) zwischen 75 und 25 Gew.-% der Fasern in der zweiten faserigen Nonwoven-Bahn (14) aus einem Polymer hergestellt sind, das gewählt ist aus der Gruppe von Polyamiden, Polyolefinen, Acrylen und Baumwolle.
Absorbierender Artikel (250) nach Anspruch 3, wobei die Polyester-Polymere und Polyester-Copolymere in den Fasern gewählt sind aus der Gruppe von Poly(Ethylen-Terephthalat), Poly(1,3-Propylen-Terephthalat) und deren Copolymeren.
Absorbierender Artikel (250) nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die dampfdurchlässige Folie (12) aus mindestens 75 Gew.-% von Block-Copolyether-Estern besteht.
Absorbierender Artikel (250) nach Anspruch 5, wobei die dampfdurchlässige Folie (12) aus einem Copolyether-Ester-Elastomer besteht.
Absorbierender Artikel (250) nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die dampfdurchlässige Folie (12) eine erste und eine zweite Lage umfasst, wobei jede der Lagen aus einer unterschiedlichen dampf-durchlässigen thermoplastischen Polymer-Zusammensetzung besteht.