DE60115859T2

DE60115859T2 - Verfahren zum Drucken von Klebemitteln, mit Klebemittel versehene Gegenstände und Tiefdruckrolle

Info

Publication number: DE60115859T2
Application number: DE60115859T
Authority: DE
Inventors: Rodrigo Rosati; Pier-Lorenzo Caruso; Julian Plumley
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2001-06-02
Filing date: 2001-06-02
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2021-06-03
Also published as: EP1262531B1; ATE312888T1; EP1262531A1; JP2004536174A; DE60115859D1; MXPA03010202A; WO2002098999A2; WO2002098999A3; AU2002312136A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drucken von spezifischen Klebstoffen auf Artikel, wie Absorptionsartikel oder Trennpapier, unter Verwendung eines spezifischen Überführungswerkzeugs und/oder spezifischer Klebstoffe; außerdem betrifft die Erfindung Artikel, welche die spezifischen Klebstoffe umfassen, und spezifische Druckwerkzeuge (Walzen).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Absorptionsartikel, wie Damenbinden, Slipeinlagen, Katamneseprodukte, Inkontinenzeinlagen und Windeln für Erwachsene oder Säuglinge, werden gewöhnlich mit einem Klebstoff auf ihrer kleidungsseitigen Oberfläche versehen, zum Beispiel einem selbstklebenden Heißschmelzkleber, um sie während ihres Benutzungszeitraums an einem Kleidungsstück des Benutzers zu befestigen. Diese Klebstoffe sind in der Regel vor der Benutzung mit einem Trennpapier bedeckt. Somit müssen die Klebstoffe gut an den Kleidungsstücken kleben, um sicherzustellen, dass sich die Artikel während der Benutzung nicht verschieben.
Allgemeiner werden Absorptionsartikel mit Klebeflächen versehen, um die Bestandteile, die letztlich den Absorptionsartikel teilweise oder vollständig bilden, zu verbinden. Insbesondere werden häufig mehrschichtige Strukturen, welche die Oberschicht, den Kern oder die Unterschicht bilden, durch Klebstoffe, die als Konstruktionsklebstoffe bezeichnet werden, verbunden.
In der Regel werden diese Produkte mit Hochgeschwindigkeitsmaschinen hergestellt. Gegenwärtige Maschinen schließen Geräte wie Sprühpistolen oder Schlitzbeschichtungsmaschinen ein, durch die der Klebstoff kontinuierlich oder intermittierend auf die Oberfläche eines Absorptionsartikels gegeben wird. Dies muss und kann auf sehr schnelle Weise erfolgen, um eine Fertigung mit sehr hoher Ge schwindigkeit sicherzustellen. Diese Arten von Verfahren sind hinsichtlich der Form des aufzutragenden Klebstoffs recht unflexibel und ungenau und können den Klebstoff im Wesentlichen nur kontinuierlich bereitstellen. Als Alternative weisen Zweipunktsysteme zum Beschichten oder Sprühen nicht nur den Nachteil einer Verzögerung in ihrer Systemreaktion auf, sondern im Allgemeinen auch die Probleme im Zusammenhang mit der Beschleunigung und Verzögerung von Massenströmen.
Als Alternative wurden genauere Druckverfahren unter Verwendung von Druckwalzen entwickelt, von denen Beispiele in WO 96/38113 und EP 745 433-A beschrieben sind; in diesen Dokumenten wird die Verwendung einer Druckwalze beschrieben, die durch ein Klebstoffbad rotiert und die Oberfläche eines Absorptionsartikels berührt, der an der Oberfläche der Beschichtungswalze vorbeiläuft. Die Walze kann ein spezifisches Muster von Vertiefungen enthalten und wird mit einem Schaber in Berührung gebracht, durch den überschüssiger Klebstoff abgeschabt wird, so dass hauptsächlich die Vertiefungen mit dem Klebstoff gefüllt bleiben, und somit kann das Muster der Vertiefungen auf den Absorptionsartikel überführen werden.
Als alternatives Verfahren wird in WO 00/07533 vorgeschlagen, das Klebstoffbad durch ein Sprühwerkzeug oder eine Schlitzbeschichtungsmaschine, das bzw. die auf der rechten oder linken Seite der Walze positioniert ist, zu ersetzen, wodurch kontinuierlich eine Klebstoffmenge auf eine Tiefdruckwalze mit Vertiefungen aufgetragen wird, so dass die Vertiefungen nur bis zu einem gewissen Grad gefüllt werden, welche anschließend gegen einen Absorptionsartikel über der Walze gedrückt wird. Ein Schaber wird ebenfalls bereitgestellt, durch den jeglicher überschüssige Klebstoff abgeschabt wird.
Selbst bei diesem alternativen Verfahren des Druckens eines Klebstoffs mit einer Walze, wie Tiefdrucken, hat sich herausgestellt, dass es schwierig ist, klebrige, fadenförmige Klebstoffe präzise aufzutragen, so dass beispielsweise der Klebstoff nahezu vollständig von der Walze überführen wird, die genaue benötigte Klebstoffmenge präzise aufgetragen wird oder beispielsweise alle Vertiefungen, die auf der Druckwalze vorhanden sind, die genaue benötigte Klebstoffmenge enthalten und diese nahezu vollständig überführen wird, z. B. wenn das Volumen aller Vertiefungen identisch ist, so dass jede Vertiefung eine gleiche Klebstoffmenge enthält. Ein anderes Hauptproblem bei den Druckverfahren im Stand der Technik liegt darin, dass die angewendeten Verfahren häufig zur Fadenbildung des Klebstoffs während des Auftragens auf den Artikel führen; die resultierenden Fäden sind eine Form von Verunreinigung auf den Artikeln, die in der Regel zu einem ungleichmäßigen Muster des Klebstoffs führt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Verfahren mit hoher Geschwindigkeit, wie sie normalerweise in wirtschaftlich durchführbaren Fertigungsverfahren notwendig ist, durchgeführt wird, z. B. mehr als 20 m/min oder sogar mehr als 100 m/min oder sogar mehr als 200 m/min.
Außerdem sind diese bekannten Verfahren solcher Art, dass der Klebstoff in der Regel auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden muss, um gesprüht zu werden, und dass die Temperatur des Klebstoffs und der Walze (oder die Differenz zwischen diesen Temperaturen) schwierig zu regeln ist. Obwohl der Klebstoff mit Schlitzbeschichtungsmaschinen sehr fein aufgetragen werden kann, neigt der aufgetragene Klebstoff außerdem dazu, sich zusammenzuballen, indem er danach strebt, die Oberfläche zu minimieren. Somit wird in der Praxis ein ungleichmäßiger Auftrag erhalten. Außerdem neigt Klebstoff, der mit Schlitzbeschichtungsmaschinen aufgetragen wird, dazu, nach dem Auftragen von der rotierenden Walze abzuspringen, besonders wenn sich der Klebstoff zusammenballt und/oder wenn er sehr heiß und viskoser ist.
Somit besteht weiterhin eine Notwendigkeit, ein verbessertes (kontinuierliches) Hochgeschwindigkeitsverfahren zum Auftragen von Klebstoffen oder anderen klebrigen Materialien auf Artikel bereitzustellen, welches das Problem der bekannten Druckverfahren, wie vorstehend erörtert, adressiert und somit eine noch genauere und effizientere Methode zum Auftragen von klebrigen Materialien, wie Klebstoffen, auf Artikel, in der Regel in geformten Ausführungen, bereitstellt.
Die Erfinder haben festgestellt, dass dies unter Verwendung eines spezifischen Überführungswerkzeugs, vorzugsweise einer Druckwalze, mit spezifischen Oberflächenmerkmalen und/oder Klebstoffen mit spezifischen Eigenschaften erreicht wird. Genauer haben die Erfinder festgestellt, dass der Klebstoff bestimmte Eigenschaften aufweisen muss, um klebrig genug zu sein, um zu gewährleisten, dass ein Artikel an den Kleidungsstücken des Benutzers klebt, oder um zwei Artikel oder zwei Teile von Artikeln zusammenzukleben, während sie gleichzeitig weiterhin überführbar sind, insbesondere während sie gleichzeitig während des Überführungsverfahrens (Druckverfahrens) keine Fadenbildung hervorrufen und nahezu vollständig von dem Überführungswerkzeug auf den Artikel überführen werden. Obwohl im Stand der Technik erkannt worden ist, dass ein möglicher Konflikt zwischen den Anforderungen besteht, dass Klebstoffe überführbar und druckbar sein müssen und ebenso in der Lage sein müssen, ausreichend an dem Kleidungsstück zu kleben, wurden bis heute weder irgendein weiterführendes Verständnis für dieses widersprüchliche Problem noch eine Lösung gefunden; die Druckwalzen und Klebstoffe, die für die (Fertigung der) im Stand der Technik beschriebenen Absorptionsartikel verwendet werden, weisen nicht die Eigenschaften der gegenwärtig verwendeten Druckwalzen und Klebstoffe auf.
Somit sorgt das erfindungsgemäße Verfahren für einen viel genaueren und effizienteren Auftrag des klebrigen Materials auf den Artikel. Außerdem führt das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung eines Überführungswerkzeugs mit einer spezifischen Oberfläche und/oder einem spezifischen Klebstoff zu einem bedeutend verringerten Maß an Verunreinigung durch Fadenbildung oder sogar zu überhaupt keiner Fadenbildung, d. h., aufgrund der Beschaffenheit des hier verwendeten Überführungswerkzeugs und/oder des hier verwendeten Klebstoffs kann Fadenbildung (nahezu) vermieden werden. Dies trägt somit auch dazu bei sicherzustellen, dass der Klebstoff genau wie erforderlich aufgetragen wird, z. B. als eine vollständig gleich mäßig aufgetragene Schicht oder in einem sehr spezifischen Muster, beispielsweise genau entsprechend dem Muster von Vertiefungen auf dem Überführungswerkzeug. Die durch dieses Verfahren erhaltenen Artikel weisen somit im Vergleich zu den Absorptionsartikeln im Stand der Technik eine wesentlich gleichmäßiger aufgetragene Schicht oder ein wesentlich gleichmäßiger aufgetragenes (Punkt-) Muster des klebrigen Materials, wie des Klebstoffs, auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einer ersten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Überführen einer aktiven Substanz, die in der Regel eine Schälkraft von mindestens 0,1 N/cm aufweist, von der Oberfläche eines Überführungswerkzeugs auf einen Artikel, eine Reihe von Artikeln oder eine Artikelbahn, wobei der Kontaktwinkel zwischen der Substanz und der Oberfläche des Werkzeugs bei der Verfahrenstemperatur mehr als 60°, vorzugsweise mehr als 80° beträgt, wobei die Oberfläche des Überführungswerkzeugs eine Beschichtung, vorzugsweise eine Beschichtung mit einem polyfluorierten Polymer umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zum Uberführen einer aktiven Substanz, die in der Regel eine Schälkraft von mindestens 0,1 N/cm aufweist, von einer Oberfläche eines Überführungswerkzeugs auf einen Artikel, eine Reihe von Artikeln oder eine Artikelbahn mit reduzierter Faltenbildung bereit, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Substanz

a) eine Viskosität η von weniger als 2500 mPa·s bei Verfahrenstemperatur aufweist, typischerweise von weniger als 1500 oder sogar von weniger als 1000 mPa·s bei Verfahrenstemperatur;
b) einen Elastizitätsmodul G' aufweist, der in einem Temperaturbereich von weniger als 60°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von weniger als 40°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 30°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 20°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 10°C von 10 auf 10.000 Pa ansteigt.

Die aktive Substanz ist typischerweise solcher Art, dass sie

c) einen Elastizitätsmodul G' bei 20°C von weniger als 100.000 Pa, vorzugsweise von weniger als 50.000 Pa oder sogar von weniger als 20.000 Pa aufweist;
d) eine Verlusttangente tan δ (G''/G') bei 20°C von mehr als 0,5, vorzugsweise von mehr als 1,0 aufweist;
e) eine Oberflächenenergie σ bei 20°C von weniger als 35 mJ/m², vorzugsweise von weniger als 25 mJ/m² aufweist.

Vorzugsweise ist das Verfahren solcher Art, dass der Kontaktwinkel der vorstehenden Beschreibung entspricht und ebenso die aktive Substanz die vorstehend beschriebenen Eigenschaften aufweist.
Der Artikel ist vorzugsweise ein Bestandteil oder ein Teil von Damenbinden, Slipeinlagen, Inkontinenzunterlagen, Erwachsenenwindeln, Säuglingswindeln, Pflastern oder Bandagen. Es ist bevorzugt, dass der Artikel mindestens eine Unterschicht umfasst, wie hier beschrieben, und dass die aktive Substanz (in der Regel ein Klebstoff) auf der Unterschicht des Artikels vorhanden ist (oder in dem Verfahren hierin darauf aufgetragen wird), die zum Kleidungsstück des Benutzers hin ausgerichtet sein soll. Außerdem kann bevorzugt sein, dass der Artikel ein Trennstreifen des Absorptionsartikels ist, üblicherweise zur Befestigung an der Unterschicht des Artikels, und dass die aktive Substanz auf diesen Trennstreifen aufgetragen wird.
Die Erfindung betrifft außerdem Absorptionsartikel, vorzugsweise Damenbinden, Slipeinlagen, Inkontinenzunterlagen, Erwachsenenwindeln, Säuglingswindeln, Pflaster oder Bandagen, die eine aktive Substanz umfassen, die vorzugsweise auch ein Pigment umfasst, wie nachstehend beschrieben, wobei die Sub stanz die vorstehend unter a) und b) und vorzugsweise c), d) und e) definierten Eigenschaften aufweist.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Tiefdruckwalze, die eine Beschichtung auf ihrer Oberfläche aufweist, welche den hier spezifizierten Kontaktwinkel mit der aktiven Substanz, wie vorstehend definiert, aufweist, wobei die Oberfläche vorzugsweise eine Beschichtung mit einem polyfluorierten Polymer aufweist. Bevorzugte Beschichtungen sind nachstehend ausführlich beschrieben.
Bevorzugte aktive Substanzen sind Klebstoffe, wie diejenigen, die zum Zusammenkleben verschiedener Teile eines Absorptionsartikels verwendet werden, oder Klebstoffe zum abnehmbaren Befestigen von Absorptionsartikeln, zum Beispiel zum Befestigen von Absorptionsartikeln an dem Kleidungsstück des Trägers.
Vorzugsweise ist das Überführungswerkzeug eine Druckwalze, vorzugsweise eine Druckwalze, die eine Oberfläche mit Vertiefungen aufweist. Hier bevorzugt ist ein Tiefdruckverfahren unter Verwendung einer solchen Druckwalze.
Das Verfahren ist vorzugsweise ein Hochgeschwindigkeitsverfahren, vorzugsweise ein kontinuierliches Verfahren, wobei die Substanz (Klebstoff) kontinuierlich auf eine Druckwalze aufgetragen und anschließend kontinuierlich auf eine Artikelbahn aufgetragen wird. Das Verfahren weist vorzugsweise eine Geschwindigkeit von mindestens 20 m/min, mehr bevorzugt von mindestens 100 m/min oder sogar von mindestens 150 m/min auf.
Das Verfahren ist vorzugsweise solcher Art, dass die aktive Substanz in großen Mengen punktförmig aufgetragen wird, d. h., die Bereiche (Punkte), welche die Substanz umfassen, umfassen diese in großen Mengen, während andere Bereiche zwischen diesen Bereichen (Punkten) vorhanden sein können, die keine aktive Substanz umfassen, und daher kann die Gesamtmenge pro Oberflächenbereich wesentlich geringer sein als die Punktauftragsmenge. Vorzugsweise beträgt die Punktauftragsmenge mindestens 10 g/m², vorzugsweise mindestens 20 g/m² oder sogar mindestens 40 g/m², gemäß Messung pro Oberflächenbereich der bedeckten Fläche.
Vorzugsweise ist das Verfahren Teil eines Tiefdruckverfahrens.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung, wie in dem erfindungsgemäßen Druckverfahren verwendet.
2 zeigt einen vergrößerten, detaillierten schematischen Querschnitt der Anordnung aus Überführungswerkzeug und Kammleiste, wie hier verwendet.
3 zeigt einen vergrößerten, detaillierten schematischen Querschnitt der Anordnung aus Überführungswerkzeug und zweitem Werkzeug, wie hier verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aktive Substanz
Die aktive Substanz hierin ist klebrig, was in der Regel bedeutet, dass die Substanz einen bestimmten Mindestschälwert aufweist.
Die aktive Substanz weist eine Schälkraft von mindestens 0,1 N/cm oder sogar mehr als 0,2 N/cm oder sogar mehr als 0,4 N/cm auf. Dies ist die Schälkraft der aktiven Substanz, wenn diese mit einem durchschnittlichen Basisgewicht von 20 g/cm² auf eine Oberfläche aufgetragen wird, wie in der nachstehenden Prüfung beschrieben. Selbstverständlich kann die aktive Substanz in unterschiedlicher Menge auf die Artikel hierin aufgetragen werden.
Die Schälkraft kann wie folgt bestimmt werden:
Ein Artikel oder ein Teil davon, der auf einer seiner Oberflächen die aktive Substanz in einer Menge umfasst, so dass das durchschnittliche Basisgewicht 20 g/cm² beträgt (wobei Probe und Wirkstoff bei Raumtemperatur vorliegen), wird auf ein starres Trägermedium gelegt, wobei die Oberfläche mit der aktiven Substanz nach oben, von dem Trägermedium weg, zeigt. Die Probe wird an dem Trägermedium durch Probenhalter in einer straffen und faltenfreien Weise befestigt. Anschließend wird ein Stück Baumwolle (100%), bekannt als Gewebeart Nr. 429W, erhältlich von Löffler, auf die Oberfläche mit der aktiven Substanz gelegt, so dass sich ein Ende der Baumwollprobe über 25 mm ab dem Ende der Probe mit aktiver Substanz erstreckt. Anschließend wird ein Gewicht 30 Sekunden lang so auf die so gebildete Proben-Baumwoll-Kombination gelegt, dass die gesamte Kombination bedeckt ist, und ein Gewicht von 26–27 g/cm² wird ausgeübt, um sicherzustellen, dass die Kombination in einer sanften und gleichmäßigen Weise gedrückt wird.
Anschließend wird mit Hilfe einer Zwick-Zugprüfmaschine (erhältlich von Zwick GmbH) die Schälkraft gemessen, die erforderlich ist, um die Baumwolle von der Probe zu entfernen. Dazu wird das Trägermedium mit der von Baumwolle bedeckten Probe in der unteren Klemme der Zugprüfmaschine platziert und das andere Ende der Baumwolle (dasjenige, das den vorstehend spezifizierten freien 25 mm gegenüberliegt) wird in der oberen Klemme der Zugprüfmaschine platziert. Die Zwick-Zugprüfmaschine wird auf eine Geschwindigkeit von 40 Zoll/Minute eingestellt. In der Regel beträgt der Abstand zwischen den Klemmen 250 mm.
Anschließend wird innerhalb von 1 Minute nach Entfernung des Druckgewichts die Zugprüfmaschine gestartet, und mit dieser wird die benötigte Kraft (zum Abschälen der Baumwolle) entlang der Verschiebung der oberen Klemme, die in einem Winkel von 180 mit der Probe verschoben wurde, gemessen. Die Schälkraft wird als der Durchschnitt der Kraftpeaks über einen Weg von 5 Zoll berechnet. Die ersten 1,0 Zoll und die letzten 1,5 Zoll der Messung werden bei der Berechnung der Schälkraft nicht berücksichtigt, um Beeinflussungen durch Beschleunigung und Verzögerung zu vermeiden.
Die vorstehende Prüfung wird zum Beispiel bei einer Probe mit der Form und Größe einer gewöhnlichen Always-Slipeinlage unter Verwendung einer Trägerplatte von 54 × 126 mm und mit einem Gewicht von 2,1 kg durchgeführt. Das Verfahren kann durch den Fachmann leicht für verschiedene Probengrößen angepasst werden.
In der Regel ist die aktive Substanz außerdem viskos, und die spezifische Viskosität η der aktiven Substanz beträgt bei Verfahrenstemperatur weniger als 2500 mPa·s oder sogar weniger als 1500 mPa·s. Es kann sogar bevorzugt sein, dass die Viskosität bei der Verfahrenstemperatur weniger als 1000 mPa·s, mehr bevorzugt weniger als 800 mPa·s oder sogar weniger als 700 mPa·s beträgt. In der Regel weist die Substanz eine spezifische Viskosität η (bei der Verfahrenstemperatur) von mehr als 100 mPa·s, vorzugsweise von mehr als 200 mPa·s auf. Die Verfahrenstemperatur, bei Verwendung hierin, ist die Temperatur der Oberfläche des Überführungswerkzeugs oder des Werkzeugs als Ganzem.
Die Viskosität kann unter Anwendung des Verfahrens ASTM D3236-88 gemessen werden.
Die aktive Substanz weist außerdem einen Elastizitätsmodul G' auf, der in einem Temperaturbereich von weniger als 60°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von weniger als 40°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 30°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 20°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 10°C von 10 auf 10.000 Pa ansteigt. Ein solcher Übergang erfolgt in der Regel, wenn die Substanz vom geschmolzenen Zustand in den festen Zustand übergeht.
Der Elastizitätsmodul G' wird mit dem Verfahren ASTM D4440-95 unter Verwendung von flachen Platten, die mit 1 Hz oszillieren, gemessen.
Die aktive Substanz weist vorzugsweise außerdem einen Elastizitätsmodul G' bei 20°C von weniger als 100.000 Pa, vorzugsweise von weniger als 50.000 Pa oder sogar von weniger als 20.000 Pa auf.
Dies kann mit dem Verfahren ASTM D4440-95 unter Verwendung von flachen Platten, die mit 1 Hz oszillieren, bestimmt werden.
Die aktive Substanz weist vorzugsweise außerdem eine Verlusttangente tan δ (G''/G') bei 20°C von mehr als 0,5 oder sogar von mehr als 1,0 oder vorzugsweise von mehr als 1,5 auf, welche aus den Zahlen für G' G'' berechnet werden kann, wie sie mit dem Verfahren ASTM D4440-95 unter Verwendung von flachen Platten, die mit 1 Hz oszillieren, erhalten werden können.
Die aktive Substanz weist vorzugsweise außerdem eine Oberflächenenergie σ bei 20°C von weniger als 35 mJ/m², vorzugsweise von weniger als 25 mJ/m² auf.
Diese kann gemessen werden, indem der Kontaktwinkel einer Flüssigkeit zu einer Schicht der aktiven Substanz, in festem Zustand, bestimmt wird. Dieser kann gemäß der Methode des liegenden Tropfens mit üblicherweise einer Anzahl von Testflüssigkeiten gemessen werden: Die Oberflächenenergie wird dann aus solchen Kontaktwinkeln mit der Owens-Wendt-Rabel-Kaelbe-Methode (Kombinieren von Daten aus einer Anzahl von Testflüssigkeiten) berechnet. Beispielsweise werden als Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Polaritäten Ethylenglycol, Thiodiglycol, p-Cymol und Diiodmethan verwendet.
Der Kontaktwinkel auf einer Schicht von aktiver Substanz für jede Flüssigkeit wird unter Anwendung der hier beschriebenen Methode berechnet, wobei die Schicht in einer Flüssigkeits-Temperaturregelkammer (TFC100) in Abwesenheit von Luft und außerdem unter Trockenstickstoff fixiert wird. Eine solche gleichmäßige Schicht von aktiver Substanz wird erhalten hergestellt, indem eine Schicht der aktiven Substanz in geschmolzenem Zustand auf einen Glasobjektträger aufgetragen wird, wobei sichergestellt werden muss, dass keine Luftblasen in der Schmelze eingeschlossen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die aktive Substanz einen Klebstoff typischerweise einen Heißschmelzklebstoff, der bei Verfahrenstemperatur viskos, bei Raumtemperatur (20°C) jedoch fest ist.
Vorzugsweise besteht das Verfahren darin, Klebstoffe auf Absorptionsartikel aufzutragen, und daher ist der Klebstoff vorzugsweise ein Klebstoff zum Zusammenkle ben von verschiedenen Schichten des Absorptionsartikels, oder der Klebstoff ist ein Klebstoff, der entfernbar kleben soll. Beispielsweise dient der Klebstoff dazu, Verschlüsse eines Absorptionsartikels zusammenzukleben und gleichzeitig ein späteres Öffnen der Verschlüsse zu erlauben, oder der Klebstoff dient dazu, den Absorptionsartikel an die Unterwäsche des Trägers zu kleben. In dem letzteren Fall kann der Klebstoff in dem Verfahren hierin auf den Absorptionsartikel aufgetragen werden, in der Regel auf die Unterschicht davon, oder auf ein Schutztrennpapier, das vom Benutzer vor dem Kleben des Absorptionsartikels an das Kleidungsstück entfernt wird (wobei während der Herstellung der Klebstoff vom Trennpapier auf den Absorptionsartikel überführen wird, wenn diese miteinander verbunden werden). Bevorzugte Absorptionsartikel und Verwendungen des Klebstoffs sind nachfolgend ausführlicher beschrieben.
In der Regel können bestimmte Heißschmelzkleber, die in der Lage sind, die Anforderungen hierin zu erfüllen, verwendet werden. Solche bevorzugten Heißschmelzkleber umfassen in der Regel ein thermoplastisches Grundmaterial in Kombination mit einem Klebrigmacherharz, und Mineralöle oder Wachse oder eine Mischung von verschiedenen solcher Materialien sind bevorzugt. Typische Heißschmelzkleber weisen eine Mindestschmelztemperatur von etwa 80°C, häufig sogar etwa 100°C auf.
Bevorzugte Klebstoffe hierin, die in der Lage sind, die vorstehenden Anforderungen a) bis e) zu erfüllen, sind Hot melt LAX307NE, erhältlich von Savare', Hot melt LAX3013NE, erhältlich von Savare', Lunatack BD160, erhältlich von Fuller, National 134593A, erhältlich von National Starch. Insbesondere bevorzugt ist ein Klebstoff mit den Eigenschaften, wie vorstehend unter a) bis e) definiert, ähnlich wie Lunatack BD160 oder natürlich Lunatack BD160 selbst.
Es kann bevorzugt sein, dass die aktive Substanz ein Pigment umfasst und dass somit das Überführungsverfahren oder Druckverfahren zu einem Artikel mit einer farbigen Substanz darauf führt. Zum Beispiel kann das Verfahren die Überführung eines farbigen Musters auf einen Absorptionsartikel umfassen, indem ei ne Substanz, die ein farbiges Pigment umfasst, überführen wird; typischerweise umfasst die Substanz das Pigment zu 0,1 bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt zu 0,3 bis 5 Gew.-% der Substanz. Es kann bevorzugt sein, dass die aktive Substanz eine Kombination aus mindestens einem Klebstoff, wie vorstehend beschrieben, und einem Pigment ist.
Andere aktive Substanzen, die nützlicherweise unter Anwendung des Verfahrens hierin auf Artikel, wie Absorptionsartikel, überführen werden, schließen Lotionen, hydrophobierende Mittel, antimikrobielle Mittel, Tenside, Farbstoffe, ein, mit der Maßgabe, dass sie die vorstehenden Eigenschaften, einschließlich der Eigenschaft der Klebrigkeit, aufweisen.
Überführungswerkzeug
Das Überführungswerkzeug, wie hier verwendet, ist ein Werkzeug, welches die aktive Substanz auf seiner Oberfläche aufnimmt, in der Regel von einer anderen Quelle, und von seiner Oberfläche auf einen Artikel, eine Reihe von Artikeln oder eine Artikelbahn überführt.
Somit kann das Überführungswerkzeug ein beliebiges Werkzeug mit einer Oberfläche sein, die in der Lage ist, die aktive Substanz aufzunehmen, und in der Lage ist, die aktive Substanz zu überführen. Vorzugsweise weist das Überführungswerkzeug eine endlose Oberfläche auf und liegt somit in Form eines rotierenden Riemens oder vorzugsweise einer Walze vor, wie einer Druckwalze oder Tiefdruckwalze, die Vertiefungen auf ihrer Oberfläche aufweist. Es sei klargestellt, dass die Walze nicht zylindrisch sein muss, jedoch vorzugsweise zylindrisch ist.
Die Verwendung einer Walze ermöglicht eine kontinuierliche Überführung der aktiven Substanz von dem Werkzeug auf die Artikel und somit ein schnelleres und genaueres kontinuierliches Verfahren.
Vorzugsweise weist das Werkzeug eine Oberfläche auf, die eine Beschichtung aus einem Material umfasst, das die hier definierten Kontaktwinkelanforderungen er füllt, z. B., dass der Kontaktwinkel zwischen der aktiven Substanz und der Oberfläche des Überführungswerkzeugs mehr als 60°, vorzugsweise mehr als 70° oder sogar mehr als 75° oder sogar mehr als 80° beträgt. Dieser kann durch die Methode des liegenden Tropfens wie folgt bestimmt werden:
Ein Tropfen der aktiven Substanz in flüssigem Zustand (z. B. geschmolzen) wird mit einer elektronisch softwaregesteuerten Spritze, die zum Erzeugen des Tropfens verwendet wird, auf eine Probe der Oberfläche aufgetragen. Die Oberflächenprobe und die Spritze werden in einer elektrisch gesteuerten Temperaturregelkammer (TC 350 von Dataphysics) fixiert.
Anschließend wird der liegende Tropfen von einer Seite diffusem Licht ausgesetzt und von der anderen Seite mittels der CCD-Kamera eines videogestützten Anlegegoniometers (OCA20 von Dataphysics) beobachtet. Der Kontaktwinkel wird gemäß den folgenden Schritten gemessen:
Mittels der CCD-Kamera wird ein Digitalbild des Tropfens auf der Oberfläche aufgenommen. Die Position der Grundlinie und ebenso der des Tropfenumrisses wird bestimmt, indem die Differenz zwischen der Helligkeit eines Bildpunkts und des angrenzenden Bildpunkts (angrenzender Bereich) berechnet wird. Der Tropfenumriss und die Grundlinie ergeben sich dann aus der Position der maximalen Differenzen zwischen den Helligkeiten, d. h. des maximalen Kontrasts. Anschließend wird die Tropfenumrisslinie mit der Young-Laplace-Methode mit dem gemessenen Tropfenumriss in Übereinstimmung gebracht. (Bei der Young-Laplace-Methode wird eine Kurve in Übereinstimmung gebracht, die exakt dem Tropfenumriss folgt. Die Tropfenform wird durch das Kraftgleichgewicht zwischen Oberflächenspannung und Schwerkraft bestimmt. Bei der Young-Laplace-Methode wird die entsprechende Gleichung numerisch gelöst, wobei die Lösung mittels eines Parameters an den zuvor bestimmten Tropfenumriss angepasst wird.) Anschließend wird der Kontaktwinkel als der Winkel zwischen der Oberfläche und der Tangente zu der Tropfenform am Kontaktpunkt mit der Oberfläche gemessen.
Diese Messung kann zum Beispiel mit einem videogestützten Anlegegoniometer OCA20 von Dataphysics durchgeführt werden, mit dem der (statische) Kontaktwinkel gemäß der Methode des liegenden Tropfens bestimmt wird.
Die Oberfläche des Überführungswerkzeugs umfasst eine Beschichtung. Bevorzugte Beschichtungen umfassen ein polyfluoriertes Polymer. Bevorzugte Beschichtungen weisen Eigenschaften ähnlich wie Teflon, erhältlich von DuPont, oder ähnlich wie NF(3), erhältlich von Nanosol GmbH, auf. Bevorzugte Beschichtungen umfassen Teflon und/oder NF(3).
Wenn das Werkzeug Vertiefungen auf seiner Oberfläche umfasst, die dazu dienen, die aktive Substanz aufzunehmen, kann die Beschichtung nur auf der Oberfläche zwischen den Vertiefungen vorhanden sein, jedoch ist es mehr bevorzugt (und vorteilhafter), dass die Beschichtung in der Oberfläche der Vertiefungen oder auf der gesamten Oberfläche des Werkzeugs vorhanden ist.
In einem bevorzugten Verfahren hierin ist das Werkzeug eine Druckwalze, die in einer bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser von 50 mm bis 3000 mm oder sogar von 100 mm bis 800 mm aufweisen kann.
Es kann bevorzugt sein, dass das Werkzeug, oder vorzugsweise die Druckwalze, eine Temperaturregelung umfasst und dass die Walze vorzugsweise erhitzt wird, so dass mindestens die Temperatur der Oberfläche des Werkzeugs der Temperatur der auf das Werkzeug aufgetragenen aktiven Substanz oder mehr bevorzugt einer Werkzeugoberflächen-Temperatur ähnlich ist, die mindestens 5°C oder sogar mindestens 10°C oder sogar mindestens 20°C höher ist als die Temperatur der aktiven Substanz beim anfänglichen Auftragen auf das Werkzeug.
Es kann bevorzugt sein, dass das Werkzeug, oder vorzugsweise die Druckwalze, Vertiefungen auf seiner bzw. ihrer Oberfläche aufweist, die einen Abstand (kürzeste Distanz von der Mitte einer Vertiefung bis zur Mitte der nächstgelegenen nächsten Vertiefung) von weniger als 10 mm, vorzugsweise von 0,1 oder sogar von 0,4 oder sogar von 0,7 bis 5 mm oder sogar bis 3 mm oder sogar bis 2 mm oder sogar bis 1 mm aufweisen. Es kann bevorzugt sein, dass die Breite oder der Durchmesser der Vertiefung von 0,1 mm bis 1,8 mm beträgt. Außerdem kann bevorzugt sein, dass die Vertiefung eine Tiefe von 10 bis 500 Mikrometern aufweist.
Bevorzugte Formen des Rands der Vertiefungen sind runde, quadratische oder diamantenförmige Formen. Die Wände der Vertiefungen können gerade sein, so dass der Boden der Vertiefung einen Winkel mit den Wänden aufweist, oder die Wände können gebogen sein, so dass die Vertiefungen die Form einer runden, quadratischen, diamantenförmigen Wölbung besitzen. Bevorzugte Muster der Vertiefungen sind solcher Art, dass die Substanz in einem Punktmuster überführen wird, oder in der Form von beispielsweise Produktbeschreibung, Produktbezeichnung, Handelsbezeichnung, Gebrauchsanweisung usw.
Darüber hinaus können die Vertiefungen in einer Abmessung kontinuierlich sein:
eine Vielzahl von gebogenen oder geraden Linien mit einem Abstand (kürzeste Distanz von der Mittellinie einer Vertiefung bis zur Mittellinie der nächstgelegenen nächsten Vertiefung) von weniger als 10 mm, vorzugsweise von 0,1 oder sogar von 0,4 oder sogar von 0,7 bis 5 mm oder sogar bis 3 mm oder sogar bis 2 mm oder sogar bis 1 mm. Es kann bevorzugt sein, dass die Breite der Vertiefung von 0,1 mm bis 1,8 mm beträgt. Außerdem kann bevorzugt sein, dass die Vertiefung eine Tiefe von 10 bis 500 Mikrometern aufweist.
Überführungsverfahren
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Überführung einer aktiven Substanz von einer Oberfläche eines Überführungswerkzeugs auf einen Artikel, eine Reihe von Artikeln oder eine Artikelbahn (hier zusammen als Artikel bezeichnet, sofern nicht anders angegeben).
Ein bevorzugtes Verfahren hierin ist Teil eines Verfahrens zur Bereitstellung eines (Einweg-)Absorptionsartikels, umfassend ein erstes Komponentenmaterial und ein zweites Komponentenmaterial, die durch die aktive Substanz, welche ein Klebstoff ist, miteinander verbunden sind, wie nachfolgend beschrieben. Die Komponenten können beliebige der Materialien sein, die üblicherweise im Zusammenhang mit Einweg-Absorptionsartikeln verwendet werden. Ein anderes bevorzugtes Verfahren hierin ist Teil eines Verfahrens zur Bereitstellung eines (Einweg-)Absorptionsartikels, umfassend die Substanz, welche ein Klebstoff an der Unterschicht ist, zum entfernbaren Befestigen an der Unterwäsche des Trägen oder an Verschlüssen, die zum entfernbaren Befestigen des Artikels verwendet werden.
Das Verfahren ist solcher Art, dass der Kontaktwinkel zwischen der aktiven Substanz und der Oberfläche des Überführungswerkzeugs mehr als 60°, vorzugsweise mehr als 70° oder sogar mehr als 75° oder sogar mehr als 80° beträgt. Dieser kann durch Anwendung der vorstehend beschriebenen Methode des liegenden Tropfens bestimmt werden.
Vorzugsweise ist das Verfahren geeignet, die aktive Substanz kontinuierlich zu überführen, und daher sind die Artikel vorzugsweise eine kontinuierliche Reihe von Artikeln oder eine Artikelbahn. Reihe von Artikeln bedeutet hier, dass die Artikel verschiedene, getrennte Artikel sind, während eine Artikelbahn hier bedeutet, dass die Artikel verbunden sind, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt in einzelne Artikel getrennt werden. Somit wird die aktive Substanz vorzugsweise kontinuierlich und mit vorzugsweise kontinuierlicher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Überführungswerkzeugs (vorzugsweise einer Walze) aufgetragen und anschließend kontinuierlich und vorzugsweise mit kontinuierlicher Geschwindigkeit auf die Artikel aufgetragen.
Das Verfahren, insbesondere wenn es kontinuierlich ist, weist vorzugsweise eine Geschwindigkeit von mindestens 20 m/min, mehr bevorzugt von mindestens 100 m/min oder sogar von mindestens 150 m/min auf, d. h. eine Geschwindigkeit, die solcher Art ist, dass mindestens 20 m oder mindestens 100 m oder mindestens 150 m Artikel mit der Substanz pro Minute hergestellt werden.
Das Verfahren ist vorzugsweise solcher Art, dass die aktive Substanz in einer hohen Punktauftragsmenge, vorzugsweise mindestens 10 g/m², vorzugsweise min destens 20 g/m² oder sogar mindestens 40 g/m² aufgetragen wird. Wenn die Substanz in einem Muster aufgetragen wird, wobei folglich absichtlich Bereiche vorhanden sind, die nicht bedeckt sind, wird somit diese Punktauftragsmenge pro Bereich erhalten, indem die Menge an Substanz nur für eine Anzahl von bedeckten Bereichen, ausschließlich jeglicher unbedeckter Bereiche, gemessen wird und die durchschnittliche Menge für diese Anzahl von bedeckten Bereichen berechnet wird (und wahlweise in g/m² umgerechnet wird). Wenn zum Beispiel 50% einer Oberfläche mit Punkten der aktiven Substanz bedeckt sind und 50% nicht bedeckt sind (wobei das absichtlich aufgetragene Muster somit diese Punkte sind), dann beträgt somit das durchschnittliche Gewicht pro Bereich der Gesamtoberfläche, der Punkte und unbedeckte Teile aufweist, die Hälfte des Punktauftragsgewichts pro Bereich. Wenn die aktive Substanz so aufgetragen wird, dass sie die gesamte Oberfläche der Artikel bedeckt, entspricht das durchschnittliche Gewicht pro Bereich der Gesamtfläche dem Punktauftragsbereich.
Die Verfahrenstemperatur, wie hier verwendet, ist die Temperatur mindestens der Oberfläche des Überführungswerkzeugs oder sogar des Werkzeugs als Ganzem. Die Verfahrenstemperatur ist so, dass die aktive Substanz die Viskosität aufweist, wie hier definiert. Somit ist beispielsweise, wenn die aktive Substanz bei Raumtemperatur fest ist, die Temperatur des Werkzeugs so, dass die aktive Substanz schmilzt und eine Viskosität aufweist, wie hier definiert.
Bevorzugte Verfahrenstemperaturen können zum Beispiel von 80°C bis 250°C oder mehr bevorzugt von 110°C bis 175°C, vorzugsweise 130°C bis 170°C betragen.
Vorzugsweise wird die aktive Substanz bei einer Temperatur T_m auf das Werkzeug aufgetragen, die weniger als, vorzugsweise mindestens 5°C oder sogar mindestens 10°C weniger als die Temperatur des Werkzeugs T_t beträgt, wobei die Temperaturdifferenz vorzugsweise bis zu 100°C oder sogar 50°C oder sogar 30°C beträgt.
Vorzugsweise schließt das Verfahren das Auftragen der aktiven Substanz auf die Oberfläche des Überführungswerkzeugs mit einem beliebigen geeigneten Applikator ein, zum Beispiel mit einem Sprühsystem, einer Schlitzbeschichtungsmaschine, einer Strangpresse oder wahlweise sogar durch Berühren der Oberfläche mit einem Bad, welches die Substanz umfasst. Vorzugsweise wird die aktive Substanz jedoch durch einen Applikator auf die Oberfläche aufgetragen, durch den die Substanz auf die Oberfläche abgegeben wird, wie eine Strangpresse, die in der Regel so positioniert ist, dass die Schwerkraft die Ablagerung der Substanz unterstützt, z. B. so, dass der Applikator im Wesentlichen über der Oberfläche positioniert ist. Dabei kann bevorzugt sein, dass die aktive Substanz in Form von Kügelchen, vorzugsweise kontinuierlichen Kügelchen, aufgetragen wird. Es kann bevorzugt sein, dass der Abstand der Kügelchen weniger als 20 mm oder sogar weniger als 15 mm oder sogar weniger als 10 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm, vorzugsweise mehr als 100 Mikrometer oder sogar mehr als 500 Mikrometer beträgt. Vorzugsweise ist das Verfahren kontinuierlich, und durch die Beschichtungsmaschine werden kontinuierlich solche Kügelchen aufgetragen, die somit Endloskügelchen auf der Oberfläche bilden. Der Beschichtungsapplikator ist vorzugsweise eine Einheit mit einer Vielzahl von Applikatoren, vorzugsweise Strangpressen, oder die Beschichtungsmaschine ist eine Einheit, durch welche die aktive Substanz durch eine Form mit einer Vielzahl von Öffnungen extrudiert wird. Die Beschichtungsmaschine ist in der Regel so positioniert, dass die Schwerkraft die Ablagerung der Substanz unterstützt, z. B. so, dass der Applikator im Wesentlichen über der Oberfläche der Walze positioniert ist. Vorzugsweise werden von der Beschichtungsmaschine mehr als 2 Kügelchen auf die Oberfläche aufgetragen, in der Regel mindestens 4 oder sogar mindestens 5 oder sogar mindestens 8 oder sogar mindestens 12. Die genaue Menge hängt insbesondere von der Breite der Oberfläche und der Viskosität der aktiven Substanz während des Auftrags und der Streichbarkeit der Substanz, insbesondere durch die Kammleiste, ab.
Die einzelne Öffnung der Applikatoren der Beschichtungsmaschine kann eine beliebige Form aufweisen, jedoch sind die Öffnungen vorzugsweise rund, quadratisch-diamantenförmig, rechtwinklig oder dreieckig, am meisten bevorzugt rund.
Die Beschichtungsmaschine wird vorzugsweise durch ein Heizelement mit einer Heizregelung erhitzt, um eine konstante Temperatur der durch die Beschichtungsmaschine aufgetragenen aktiven Substanz sicherzustellen. Es kann bevorzugt sein, dass die aktive Substanz zum Beispiel bei einer Temperatur von 70°C bis 200°C oder sogar 80°C bis 190°C oder sogar bis 170°C oder sogar 100°C oder sogar 110°C bis 160°C aufgetragen wird. Die genaue Temperatur hängt in der Regel von dem temperaturabhängigen Viskositätsprofil und/oder Elastizitätsprofil der in dem Verfahren oder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgetragenen aktiven Substanz ab.
Vorzugsweise wird Druck auf die Beschichtungsmaschine angewendet, wie in anderen gewöhnlichen Extrudierverfahren, so dass die aktive Substanz durch diesen Druck unterstützt aus der Beschichtungsmaschine austritt. Es kann zum Beispiel bevorzugt sein, dass die Beschichtungsmaschine eine Einheit aufweist, welche die aufzutragende aktive Substanz enthält und die unter einem gewissen Druck steht und die aktive Substanz durch die einzelnen Öffnungen, z. B. durch eine Form mit Öffnungen oder durch einzelne Applikatorröhren, hindurchdrückt. Außerdem unterstützt der Druck das Auftragen der erforderlichen Menge pro Oberflächenbereich der Oberfläche, und somit muss der Druck möglicherweise angepasst werden, wenn sich die Geschwindigkeit der Oberfläche ändert.
Die Beschichtungsmaschine ist vorzugsweise in einer Position fixiert, um eine konstante, kontinuierliche Menge an aktiver Substanz auf die erste Oberfläche aufzutragen; als Alternative kann eine Beschichtungsmaschine mit einer reziproken Bewegung in bestimmten Verfahrensanwendungen nützlich sein, zum Beispiel bei intermittierendem Auftragen des Anteils der aktiven Substanz in Übereinstimmung mit dem Vertiefungsmuster auf der Oberfläche.
Anschließend wird das Überführungswerkzeug, wie vorstehend beschrieben, mit der aktiven Substanz auf seiner Oberfläche mit den Artikeln kontaktiert. Dies kann durch Bewegen der Artikel in Richtung des Werkzeugs oder umgekehrt oder beides erfolgen.
Vorzugsweise werden die Artikel auf einem weiteren (zweiten) Werkzeug getragen, vorzugsweise einer Walze, die rotiert, so dass die Artikel rotiert und mit dem (rotierenden) Überführungswerkzeug kontaktiert werden. Dieses zweite Werkzeug weist vorzugsweise eine drehbare Endlosoberfläche auf und rotiert vorzugsweise, so dass die Artikel rotiert und mit dem Überführungswerkzeug kontaktiert werden. Vorzugsweise ist das zweite Werkzeug ein rotierender Riemen oder mehr bevorzugt eine Walze, wie eine zylindrische Walze.
Das zweite Werkzeug weist vorzugsweise eine Oberfläche mit einem Shore-Härte-Wert von 25 bis 90, vorzugsweise von 25 bis 60 oder sogar bis 50 auf. Dies ist der Shore A-Wert gemäß Messung durch das Verfahren ASTM D-2240, Version 2000. Es kann bevorzugt sein, dass das zweite Werkzeug eine Oberfläche aufweist, die aus einem elastischen Material wie Gummi hergestellt ist.
Vorzugsweise wird das zweite Werkzeug durch ein Kühlelement mit einer Temperaturregelung gekühlt. Vorzugsweise wird das zweite Werkzeug so gekühlt, dass mindestens seine Oberfläche eine Temperatur aufweist, die mindestens 20°C niedriger ist als die (der Oberfläche) des Überführungswerkzeugs oder sogar mindestens 50°C oder sogar mindestens 80°C niedriger oder sogar mindestens 100°C niedriger. Vorzugsweise wird die Oberfläche des zweiten Werkzeugs sogar auf eine Temperatur zwischen 0°C und 30°C oder sogar 0°C bis 15°C gekühlt.
Da das Verfahren solcher Art ist, dass klebrige Materialien mit reduzierter Fadenbildung und mit verbesserter Genauigkeit und Wirksamkeit überführen werden können, kann das Verfahren sehr schnell durchgeführt werden. Dies hat zum Vorteil, dass selbst dann, wenn die Artikel, auf welche die aktive Substanz aufge tragen wird, einen Schmelzpunkt unterhalb der Temperatur der Substanz (oder des Überführungswerkzeugs) aufweisen, die aktiven Substanzen dennoch auf solch hohe Temperaturen erhitzt werden können, ohne ein Schmelzen oder eine Verformung des Artikels hervorzurufen. Somit ist ein bevorzugtes Verfahren hierin solcher Art, dass die Verfahrenstemperatur oder die Temperatur der aktiven Substanz höher ist als die Schmelztemperatur der Artikel. Die Temperaturdifferenz kann zum Beispiel mindestens 10°C oder sogar mindestens 20°C oder sogar mindestens 30°C betragen, und sie kann bis zu 80°C oder typischer bis zu 60°C oder bis zu 45°C betragen.
Wenn die Artikelbahn dehnbar ist und das Überführungswerkzeug eine Verfahrenstemperatur aufweist, wie vorstehend definiert, ist bevorzugt, dass die Artikelbahn so um das zweite Werkzeug herum rotiert, dass der Austrittswinkel zwischen der Bahn und der Walze zwischen 30° und 70°, vorzugsweise zwischen 32° und 45° liegt.
Die Kraft, die durch das zweite Werkzeug und die Artikel darauf auf das Überführungswerkzeug ausgeübt wird, beträgt vorzugsweise mindestens 700 N/m, vorzugsweise mindestens 1500 N/m oder sogar 2000 N/m oder mehr.
Diese Kraft ist die Kraft, die pro Einheitenbreite des Artikels ausgeübt wird. Diese kann berechnet werden, indem der auf die zweite Oberfläche ausgeübte Druck bestimmt wird, zum Beispiel, indem der Druck gemessen wird, der von einem Luftkolben ausgeübt wird, der zur Kontrolle des Drucks verwendet wird und an der zweiten Oberfläche befestigt wird, und indem die von dem Kolben ausgeübte Kraft aus diesem Druck berechnet wird und der Oberflächenbereich des Kolbens, worauf dieser Druck ausgeübt wird, berechnet wird. Anschließend wird die Kraft pro Einheitenbreite berechnet, indem die Kraft durch diese Breite des Artikels dividiert wird.
Das zweite Werkzeug kann eine beliebige Abmessung aufweisen, in der Regel in Abhängigkeit von der Abmessung des Überführungswerkzeugs und der Abmessung der Artikel, die durch das zweite Werkzeug getragen und rotiert werden.
Das zweite Werkzeug kann sich unter Vakuum befinden, so dass das Vakuum oder der Unterdruck durch das zweite Werkzeug auf die Artikel angewendet wird, wodurch sichergestellt wird, dass die Artikel während der Rotation und der Berührung der ersten Oberfläche stärker auf dem zweiten Werkzeug fixiert sind.
Vorzugsweise wird in dem Verfahren auch eine Kammleiste verwendet, mit der die aktive Substanz auf das Überführungswerkzeug aufgestrichen und wahlweise in die Vertiefungen, wenn vorhanden, gedrückt wird. Die Kammleiste weist vorzugsweise einen Tangentenwinkel mit der Oberfläche des Werkzeugs von 5° bis 40° oder sogar von 15° bis 30° auf. Für Überführungswerkzeuge mit einer gebogenen Oberfläche, wie Walzen, ist dieser Winkel somit der Winkel zwischen der Kammleiste und der Tangentenlinie, welche die Linie ist, welche die Oberfläche an dem Punkt des Kontakts mit der Kammleiste streift und die senkrecht zu dem Radius der gebogenen Oberfläche ist. Wenn die Oberfläche eben ist, entspricht die Tangente der Oberfläche. Wenn sich das erste Werkzeug bewegt (und sich die Kammleiste in der Regel nicht bewegt), ist dieser Winkel der Winkel zwischen der Tangente und der Kammleiste auf der Seite, von der sich das Werkzeug bewegt, z. B. der Seite, die der Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist.
Die Kammleiste übt außerdem in der Regel einen konstanten Druck auf die Oberfläche des Überführungswerkzeugs aus. Die Kammleiste übt vorzugsweise einen konstanten Druck oder eine konstante Kraft/Länge auf die Oberfläche aus, vorzugsweise mindestens 600 N/m, vorzugsweise mindestens 700 N/m oder sogar 1000 N/m. Es kann bevorzugt sein, dass die Kammleiste mit einer Einheit verbunden ist, die diese Kraft/Länge kontrollieren kann, vorzugsweise mit einem Drehzapfen oder einer Feder.
Die Länge der Leiste kann variieren, jedoch ist es vorteilhaft, die Leiste verhältnismäßig kurz zu halten, vorzugsweise 1 bis 20 cm oder sogar 5 bis 15 cm, um sicherzustellen, dass eine genauere konstante Kraft/Länge auf die erste Oberfläche ausgeübt wird.
Vorzugsweise wird die aktive Substanz oberhalb der Walze aufgetragen, um den höchsten Punkt der Walze herum. Wenn die erste Oberfläche eine Walze ist, wird die Leiste vorzugsweise hinter dem niedrigsten Punkt der Walze, aus der Rotationsrichtung der Walze gesehen, positioniert. Bevorzugte Positionen sind nachfolgend beschrieben.
Bei den Artikeln, Artikelbahnen oder Reihen von Artikeln, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten werden können, wird die aktive Substanz in einer homogenen, ebenen Schicht oder in einem Muster, bei dem die bedeckten Bereiche des Musters (z. B. Punkte) etwa dieselbe Menge an aktiver Substanz pro Oberflächenbereich aufweisen, aufgetragen.
Dies kann zum Beispiel durch den Variationskoeffizienten (CoV) der Höhe der aufgetragenen aktiven Substanz und/oder den CoV des Bereichs der aufgetragenen aktiven Substanz widergespiegelt werden. Der CoV ist definiert als Standardabweichung dividiert durch den Durchschnittswert, oder die so genannte reduzierte Standardabweichung, der Menge an aktiver Substanz eines bestimmten Bereichs, auf den die aktive Substanz aufgetragen ist.
Wenn beispielsweise der Artikel ein Muster von homogenen Punkten umfasst, wird der homogene Charakter durch den Punkthöhen-CoV und den Punktbereichs-CoV für einen bestimmten Bereich mit einer bestimmten Anzahl von Punkten bestimmt (somit wird der CoV für die Punktbereichs- und die Punkthöhenmessungen berechnet).
In der vorliegenden Erfindung beträgt der Punkthöhen-CoV (%) für einen Oberflächenbereich des Artikels mit 30 Punkten in der Regel weniger als 6% oder sogar weniger als 5,5% oder sogar weniger als 5% oder sogar weniger als 4,4%; der CoV (5) für den Bereich pro Punkt beträgt in der Regel weniger als 10% oder sogar weniger als 8% oder sogar weniger als 7% oder sogar weniger als 6%.
Der CoV wird anhand des Bereichs und der Höhe einzelner Punkte bestimmt, gemessen mit einem Mikro-CAD-Topographiegerät von GFM. Bereich und Höhe einzelner Punkte können unter Verwendung einer Standardvorrichtung, wie eines konfokalen Laserscanmikroskops BioRad MRC 600, bestimmt werden.
Wenn die aktive Substanz gleichmäßig aufgetragen wird (und nicht in einem Muster), gilt der vorstehende CoV von Höhenzahlen für einen Oberflächenbereich von 1 cm².
Absorptionsartikel
Der erfindungsgemäße Absorptionsartikel umfasst die aktive Substanz, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise einen Klebstoff, wie vorstehend beschrieben. Es kann bevorzugt sein, dass nur ein Bestandteil eines Absorptionsartikels in dem Verfahren hierin verwendet wird, zum Beispiel die Unterschicht eines Absorptionsartikels, oder ein Trennstreifen eines Absorptionsartikels, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.
Der Absorptionsartikel ist vorzugsweise ein Einweg-Absorptionsartikel oder ein Bestandteil davon. Die Bestandteile eines Absorptionsartikels hierin schließen typischerweise einen oder mehrere der folgenden Bestandteile ein: eine trägerseitige Oberfläche, in der Regel bereitgestellt durch ein flüssigkeitsdurchlässiges Substrat aus einer faserigen oder folienartigen Struktur, häufig Oberschicht genannt, eine kleidungsseitige Oberfläche, vorzugsweise bereitgestellt durch ein flüssigkeitsundurchlässiges Substrat, bezeichnet als Unterschicht, welche vorzugsweise auch wasserdampfdurchlässig und somit atmungsaktiv ist, und eine zwischen der trägerseitigen Oberfläche und der kleidungsseitigen Oberfläche angeordnete Absorptionsstruktur, die üblicherweise als der Absorptionskern bezeichnet wird. Die verschiedenen Merkmale werden hier auch als Bestandteile bezeichnet.
Der Absorptionsartikel kann auch beliebige der Bestandteile oder Merkmale umfassen, die im Stand der Technik üblich sind, insbesondere Seitenwickelelemente, Seitenklappenbestandteile oder Flügel sowie eine beliebige Art von Dehnbarkeits- oder Elastifizierungsmerkmal. Bei der Herstellung von Absorptionsartikeln werden in der Regel mehrere Klebstoffverbindungen gebildet, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgetragen werden können. Beispielsweise umfasst eine typische Damenbinde oder Slipeinlage eine Klebefläche auf der kleidungsseitigen Oberfläche der Unterschicht, die für eine Slipbefestigung sorgt, wobei der Klebstoff vor Gebrauch des Artikels üblicherweise von einem Trennpapier, einer Schutzhülle oder dergleichen bedeckt ist und vor Gebrauch entfernt wird, um ihn an dem Kleidungsstück zu befestigen.
Der Absorptionsartikel zum Absorbieren von Flüssigkeiten ist nachfolgend durch Bezugnahme auf eine Damenbinde oder eine Slipeinlage beschrieben. Produkte wie Erwachsenen- oder Säuglingswindeln oder Inkontinenzprodukte, die Klebstoffe umfassen, können jedoch in ähnlicher Weise von dem erfindungsgemäßen Verfahren profitieren.
Jeder der Bestandteile des Absorptionsartikels umfasst mindestens eine Schicht, die eine trägerseitige Oberfläche und eine kleidungsseitige Oberfläche aufweist. In der Regel bilden kleidungsseitige Oberflächen eine gemeinsame Grenzfläche mit der trägerseitigen Oberfläche eines angrenzenden Bestandteils oder einer angrenzenden Schicht. Die Bestandteile oder Schichten sind über diese gemeinsame Grenzfläche miteinander verbunden. In dieser Weise ist die Oberschicht mit dem Absorptionskern und der Kern mit der Unterschicht verbunden. Außerdem kann jeder der Oberschicht-, Unterschicht- und Kernbestandteile mehr als eine Schicht umfassen, und diese Schichten können auch in ähnlicher Weise verbunden sein. Darüber hinaus kann die Oberschicht am Umfang des Absorptionsartikels und in den Flügeln, falls vorhanden, direkt oder indirekt mit der Unterschicht verbunden sein. Zudem wird besonders bei Anwendungen von Damenbinden, Slipeinlagen und Inkontinenzprodukten durch die kleidungsseitige Oberfläche der Unter schicht die Oberfläche bereitgestellt, an der der Absorptionsartikel mit dem Kleidungsstück des Benutzers des Produkts verbunden wird, um den Slipbefestigungsklebstoff bereitzustellen. In ähnlicher Weise sind, falls das Produkt ein Produkt mit Flügeln ist, die Flügel ebenfalls mit dem Klebstoff versehen, um die Flügel an der kleidungsseitigen Oberfläche der Unterwäsche zu befestigen. Diese Oberflächen sind in der Regel mit Schutzüberzügen versehen, die vor Gebrauch entfernt werden.
Somit ist der Absorptionsartikel der Erfindung in der Regel solcher Art, dass mindestens eine der träger- oder kleidungsseitigen Oberflächen der Oberschicht-, Kern- oder Unterschichtbestandteile eine aktive Substanz umfasst, wie hier definiert, die vorzugsweise gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgetragen wird. Vorzugsweise ist dies ein Klebstoff. Vorzugsweise ist mindestens die kleidungsseitige Oberfläche der Unterschicht mit einer erfindungsgemäßen Klebefläche versehen. Mehr bevorzugt sind mindestens die kleidungsseitige Oberfläche der Unterschicht und mindestens eine andere Oberfläche durch Anwendung der erfindungsgemäßen Klebefläche miteinander verbunden, und am meisten bevorzugt sind alle gemeinsamen Grenzflächen der Bestandteile des Artikels durch Anwendung von Klebstoff in der erfindungsgemäßen Weise miteinander verbunden.
Die Absorptionsartikel der Erfindung werden nun mit Bezug auf das Auftragen eines Slipbefestigungsklebstoffs auf die kleidungsseitige Oberfläche der Unterschicht beschrieben. Wie vorstehend besprochen, ist die Erfindung jedoch gleichermaßen für die Adhäsion der gemeinsamen Grenzfläche zwischen beliebigen der anderen Oberflächen der Bestandteile des Absorptionsartikels anwendbar. In der Regel ist mindestens ein Teil der kleidungsseitigen Oberfläche der Unterschicht mit üblicherweise einem selbstklebenden Klebstoff, wie vorstehend beschrieben, beschichtet, um den Slipbefestigungsklebstoff zu bilden. Vor Gebrauch des Absorptionsartikels wird der Slipbefestigungsklebstoff in der Regel durch ein Schutzüberzugmittel, wie ein silikonbeschichtetes Trennpapier, eine Kunststofffolie oder einen beliebigen an deren leicht entfernbaren Überzug, vor Verunreinigung und Kleben an einer anderen Oberfläche, an der dies nicht erwünscht ist, geschützt. Das Schutzüberzugmittel kann als ein einzelnes Stück oder in einer Vielzahl von Stücken, z. B. zum Bedecken der einzelnen Klebeflächen, bereitgestellt werden. Es kann auch andere Funktionen erfüllen, wie das Bereitstellen einer individuellen Verpackung für den Artikel oder das Bereitstellen einer Entsorgungsfunktion. Beliebige im Handel erhältliche Trennpapiere oder Folien können verwendet werden. Geeignete Beispiele schließen BL 30MG-A SILOX EI/O, BL 30 MG-A SILOX 4 P/O, erhältlich von Akrosil Corporation, und M & W-Folien, erhältlich aus Gronau in Deutschland unter dem Code X-5432, ein.
Wenn Schutzseitenklappen oder -flügel vorhanden sind, dann können diese für zusätzliche Sicherheit auch mit fakultativen Verschlüssen daran versehen sein. Die Verschlüsse unterstützen die Schutzseitenklappen in der Beibehaltung ihrer Position, nachdem sie um die Ränder der Schrittoberfläche der Unterwäsche geklappt wurden, durch Kleben an der kleidungsseitigen Oberfläche der Unterwäsche. Somit ist die in den Flügeln aufgetragene Klebefläche in der Regel unabhängig von der Klebefläche, die als so genannter Slipbefestigungsklebstoff auf die Unterschicht aufgetragen ist. Die Verschlüsse der Seitenklappen können ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Klebeflächen versehen werden und sind in der Regel außerdem mit einem Schutzüberzugmittel bedeckt.
Die Oberschicht ist vorzugsweise nachgiebig, fühlt sich weich an und wirkt nicht reizend auf die Haut des Trägers. Die Oberschicht kann auch elastische Eigenschaften aufweisen, die es ermöglichen, sie in Abschnitten der Oberschicht oder über ihre gesamte Ausdehnung in einer oder in zwei Richtungen zu dehnen. Ferner ist die Oberschicht in der Regel flüssigkeitsdurchlässig, so dass Flüssigkeiten (z. B. Menstruationsflüssigkeit und/oder Urin) leicht ihre Dicke durchdringen können. Eine geeignete Oberschicht kann aus einer großen Vielfalt an Materialien, wie Gewebe- und Vliesmaterialien, polymeren Materialien, wie mit Öffnun gen versehenen geformten thermoplastischen Folien, Kunststofflochfolien und hydrogeformten thermoplastischen Folien, und thermoplastischen Mulls gefertigt werden. Geeignete Gewebe- und Vliesmaterialien können aus Naturfasern (z. B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z. B. Polymerfasern, wie Polyester-, Polypropylen- oder Polyethylenfasern) oder aus einer Kombination von Naturfasern und synthetischen Fasern oder Zwei-/Multikomponentenfasern bestehen. Bevorzugte Oberschichten zur Verwendung in den Absorptionsartikeln hierin sind ausgewählt aus Vliesoberschichten mit hohem Volumen und mit Öffnungen versehenen geformten Folienoberschichten. Mit Öffnungen versehene geformte Folien sind besonders bevorzugt für die Oberschichten, weil sie durchlässig für Körperausscheidungen und dennoch nicht absorbierend sind und eine verringerte Neigung haben, Flüssigkeiten durch sie hindurch zurückfließen zu lassen und die Haut des Trägers erneut zu benässen. Somit bleibt die Oberfläche der geformten Folie, die in Kontakt mit dem Körper ist, trocken, wodurch Körperschmutz verringert und ein angenehmeres Gefühl für den Träger geschaffen wird. Geeignete geformte Folien sind in US-Patent 3,929,135, US-Patent 4,324,246, US-Patent 4,342,314, US-Patent 4,463,045 und US-Patent 5,006,394 beschrieben. Besonders bevorzugte, mit Mikroöffnungen versehene geformte Folienoberschichten sind in US-Patent 4,609,518 und US-Patent 4,629,643 offenbart. Eine bevorzugte Oberschicht für die vorliegende Erfindung umfasst die geformte Folie, die in einem oder mehreren der vorstehenden Patente beschrieben ist und auf Damenbinden von The Procter & Gamble Company, Cincinnati, Ohio, als „DRI-WEAVE" vermarktet wird. Die Körperoberfläche der geformten Folienoberschicht kann hydrophil sein, um dazu beizutragen, dass Flüssigkeiten schneller durch die Oberschicht überführen werden, als wenn die Körperoberfläche nicht hydrophil wäre. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Tensid in die Polymermaterialien der geformten Folienoberschicht eingeschlossen, wie in der PCT-Veröffentlichung WO 93/09741 beschrieben. Dies kann eine aktive Substanz sein, wie hier definiert, welche somit zudem vorteilhaft durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgetragen werden kann.
Als Alternative kann die Körperoberfläche der Oberschicht hydrophil gemacht werden, indem sie mit einem Tensid behandelt wird, wie in US 4,950,254 beschrieben. Dies kann auch ein klebriges Material sein, wie hier definiert, welches somit zudem vorteilhaft durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgetragen werden kann.
Der Absorptionsartikel weist in der Regel einen Absorptionskern auf, der aus beliebigen der dem Stand der Technik entsprechenden Absorptionskerne oder -kernsysteme ausgewählt werden kann. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Absorptionskern auf ein beliebiges Material oder mehrere Materialschichten mit der Hauptfunktion, Flüssigkeiten zu absorbieren, zu speichern und zu verteilen. Der Absorptionskern kann die folgenden Bestandteile einschließen: (a) eine fakultative primäre Flüssigkeitsverteilungsschicht, vorzugsweise zusammen mit einer sekundären fakultativen Flüssigkeitsverteilungsschicht, (b) eine Flüssigkeitsspeicherschicht, (c) eine fakultative faserige („stäubende") Schicht, die unter der Speicherschicht liegt, und (d) andere fakultative Bestandteile.
Diese können zum Beispiel durch die hier definierte aktive Substanz zusammengeklebt werden, und dies kann unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen.
Die Flüssigkeitsspeicherschicht kann jedes gebräuchliche Absorptionsmaterial oder Kombinationen davon umfassen. Vorzugsweise umfasst es Absorptionsgeliermaterialien, die üblicherweise als „Hydrogel-", „superabsorbierende", „Hydrokolloid-" Materialien in Kombination mit geeigneten Trägern bezeichnet werden. Die Absorptionsgeliermaterialien sind in der Lage, große Mengen von wässrigen Körperflüssigkeiten zu absorbieren und sind ferner in der Lage, solche absorbierten Flüssigkeiten unter mäßigen Drucken zurückzuhalten. Die Absorptionsgeliermaterialien können in einem geeigneten Träger homogen oder nicht homogen dispergiert werden. Die geeigneten Träger können auch alleine verwendet werden, mit der Maßgabe, dass sie als solche absorbierend sind.
Geeignete Absorptionsgeliermaterialien zum diesbezüglichen Gebrauch umfassen am häufigsten ein im Wesentlichen wasserunlösliches, geringfügig vernetztes, teilweise neutralisiertes, polymeres Geliermaterial. Dieses Material bildet bei Kontakt mit Wasser ein Hydrogel. Solche Polymermaterialien können aus polymerisierbaren, ungesättigten, säurehaltigen Monomeren hergestellt werden, die im Stand der Technik wohl bekannt sind.
Geeignete Träger umfassen Materialien, die herkömmlicherweise in Absorptionsmittelstrukturen, wie natürlichen, modifizierten oder synthetischen Fasern, besonders modifizierten oder nicht modifizierten Cellulosefasern, in Form von Flocken und/oder Geweben verwendet werden. Geeignete Träger können zusammen mit dem Absorptionsgeliermaterial verwendet werden, jedoch können sie auch allein oder in Kombinationen verwendet werden. Am meisten bevorzugt im Zusammenhang mit Damenbinden und Slipeinlagen sind Gewebe oder Gewebelaminate.
Die Absorptionsstruktur kann ein doppelschichtiges Gewebelaminat umfassen, das durch Falten des Gewebes auf sich selbst gebildet wird. Diese Schichten können beispielsweise durch einen Klebstoff, wie hier definiert, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder durch mechanischen Verbund oder durch Wasserstoffbindungen miteinander verbunden sein. Absorptionsgeliermaterial oder anderes fakultatives Material kann zwischen den Schichten enthalten sein.
Modifizierte Cellulosefasern, wie die versteiften Cellulosefasern, können ebenfalls verwendet werden. Synthetische Fasern können ebenfalls verwendet werden und umfassen solche, die aus Celluloseacetat, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenchlorid, Acryl (wie Orlon), Polyvinylacetat, nichtlöslichem Polyvinylalkohol, Polyethylen, Polypropylen, Polyamiden (wie Nylon), Polyestern, Zweikomponentenfasern, Dreikomponentenfasern, Mischungen davon und dergleichen hergestellt sind. Vorzugsweise sind die Faseroberflächen hydrophil oder so behandelt, dass sie hydrophil sind. Die Speicherschicht kann auch Füllmaterialien, wie Per lit, Kieselgur, Vermiculit usw., umfassen, um die Flüssigkeitsretention zu verbessern.
Die Unterschicht verhindert hauptsächlich, dass das absorbierte Material und/oder das in der Absorptionsstruktur enthaltene Material Artikel, die mit dem Absorptionsprodukt in Berührung kommen, wie Unterhosen, Hosen, Schlafanzüge und Unterwäsche, benässt. Die Unterschicht ist vorzugsweise undurchlässig für Flüssigkeiten (z. B. Menstruationsflüssigkeit und/oder Urin) und wird vorzugsweise aus einer dünnen Kunststofffolie hergestellt, obwohl andere flexible, flüssigkeitsundurchlässige Materialien ebenfalls verwendet werden können. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „flexibel" auf Materialien, die nachgiebig sind und sich ohne weiteres an die allgemeine Form und Kontur des menschlichen Körpers anpassen. Die Unterschicht kann außerdem elastische Eigenschaften aufweisen, die ihre Dehnung in eine oder zwei Richtungen ermöglichen. Üblicherweise erstreckt sich die Unterschicht über die gesamte Absorptionsstruktur und kann in die bevorzugten Seitenklappen, Seitenwickelelemente oder Flügel reichen und einen Teil oder die Gesamtheit davon bilden. Die Unterschicht kann ein Gewebe- oder Vliesmaterial, polymere Folien, wie thermoplastische Folien aus Polyethylen oder Polypropylen, oder Verbundmaterialien, wie ein folienbeschichtetes Vliesmaterial, umfassen.
Vorzugsweise ist die Unterschicht eine Polyethylenfolie mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 Milli-Inch) bis etwa 0,051 mm (2,0 Milli-Inch). Beispielhafte Polyethylenfolien werden von Clopay Corporation, Cincinnati, Ohio, unter der Bezeichnung P18-0401 und von Ethyl Corporation, Visqueen Division, Terre Haute, Indiana, unter der Bezeichnung XP-39385 hergestellt. Die Unterschicht ist vorzugsweise geprägt und/oder mit einer matten Oberfläche versehen, um für ein kleidungsähnlicheres Aussehen zu sorgen.
Ferner ist die Unterschicht vorzugsweise solcher Art, dass sie das Entweichen von Dämpfen aus der Absorptionsstruktur erlaubt, d. h. atmungsaktiv ist, und dennoch gleichzeitig verhindert, dass Extrudate durch die Unterschicht hin durchtreten. Es können auch atmungsaktive Unterschichten verwendet werden, die mehrere Lagen, z. B. Folie und Vliesstrukturen, umfassen. Solche Unterschichten umfassen somit mindestens eine gasdurchlässige Schicht. Geeignete gasdurchlässige Schichten umfassen 2-dimensionale, planare mikro- und makroporöse Folien, makroskopisch aufgeschäumte Folien, mit Öffnungen versehene geformte Folien und monolithische Folien. Die Öffnungen in der Schicht können eine beliebige Konfiguration besitzen, sind jedoch vorzugsweise kugelförmig oder länglich und können auch verschiedene Abmessungen aufweisen. Die Öffnungen sind vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Schicht verteilt, jedoch sind Schichten, bei denen nur bestimmte Bereiche der Oberfläche Öffnungen aufweisen, ebenfalls vorgesehen. Geeignete Materialien sind zum Beispiel Materialien wie Gortex (TM) oder Sympatex (TM), die im Stand der Technik für ihre Anwendung in so genannter atmungsaktiver Kleidung wohl bekannt sind. Andere geeignete Materialien umfassen XMP-1001 von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, USA, und Exxaire XBF-101W, geliefert von Exxon Chemical Company.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff 2-dimensionale planare Schicht auf Schichten mit einer Tiefe von weniger als 1 mm, vorzugsweise von weniger als 0,5 mm, in denen die Öffnungen über ihre Länge einen gleichmäßigen durchschnittlichen Durchmesser aufweisen und nicht aus der Fläche der Schicht herausragen. Die mit Öffnungen versehenen Materialien für die Verwendung als eine Unterschicht in der vorliegenden Erfindung können mit Hilfe eines beliebigen der dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren hergestellt werden, wie in EPO 293 482 und den Bezugnahmen darin beschrieben. Außerdem können die Abmessungen der mit diesem Verfahren hergestellten Offnungen erhöht werden, indem eine Kraft auf die Fläche der Unterschicht ausgeübt wird (d. h. Dehnen der Schicht). Geeignete mit Öffnungen versehene geformte Folien schließen Folien ein, die diskrete Öffnungen aufweisen, die sich über die horizontale Ebene der kleidungsseitigen Oberfläche der Schicht hinaus zum Kern hin erstrecken und da durch Vorsprünge ausbilden. Die Vorsprünge weisen eine Öffnung auf, die sich an ihrem abschließenden Ende befindet. Vorzugsweise sind die Vorsprünge trichterförmig, ähnlich denen, die in US 3,929,135 beschrieben sind.
Besonders bevorzugte Unterschichten für die vorliegende Erfindung umfassen mindestens zwei Schichten, umfassend mindestens eine aus dem Vorstehenden ausgewählte Schicht, wie mikroporöse und mit Öffnungen versehene geformte Folien, und eine weitere Schicht, die ebenfalls aus den vorstehend aufgeführten Unterschichten ausgewählt sein kann oder ein faseriges Gewebe oder Vlies sein kann. Der am meisten bevorzugte atmungsaktive Unterschichtbestandteil umfasst eine mikroporöse Folie und eine mit Öffnungen versehene geformte Folie oder eine mit Öffnungen versehene geformte Folie und ein hydrophobes Gewebe- oder Vliesmaterial.
Bevorzugte Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer bevorzugten Druckvorrichtung gezeigt.
Die Beschichtungsmaschine (100) weist eine Vielzahl von Applikatoreinheiten in einer Reihe auf, von denen nur eine sichtbar ist (110 in 1). Von der Beschichtungsmaschine (100) wird über die Applikatoreinheiten (110) eine aktive Substanz, hier ein Klebstoff (220), auf die Oberfläche einer ersten Walze (200), die mit einer Teflon- oder NF(3)-Beschichtung beschichtet ist, aufgetragen, so dass eine Vielzahl von kontinuierlichen Klebstoffkügelchen (220) auf der Oberfläche der ersten Walze (200) vorhanden ist, einschließlich in den Tiefdruckvertiefungen (210) der Oberfläche der ersten Walze (200).
Die Rotationsrichtung der ersten Walze (200) ist gekennzeichnet, und die Positionen der Beschichtungsmaschine (100), der Kammleiste (300) und der zweiten Walze (400) sind in Grad des Kreises gekennzeichnet, den der Querschnitt der ersten Walze (200).
Die Beschichtungsmaschine (100) ist in 1 an der Oberseite der ersten Walze (200) und somit bei 0° positioniert. Die Beschichtungsmaschine (100) kann in einer beliebigen Position positioniert werden, mit der Maßgabe, dass diese sich vor der Position der zweiten Walze (400) in Rotationsrichtung befindet. Es kann bevorzugt sein, dass die Beschichtungsmaschine (100) zwischen 45° und 315°, vorzugsweise 10° und 350° oder somit bei 0° positioniert ist.
Die erste Walze (200) mit den Klebstoffkügelchen (220) rotiert in Richtung der Kammleiste (300). Die Kammleiste (300) ist in 2 ausführlicher gezeigt.
Die Kammleiste (300) berührt die erste Walze (200) so, dass der Winkel (330) zwischen dem oberen Ende (320) der Kammleiste und der Tangente (310) der ersten Walze (200) an dem Kontaktpunkt (320) zwischen 4 und 45, vorzugsweise zwischen 15 und 30 beträgt, wie in 2 gezeigt. Der Druck der Kammleiste (300) auf die erste Walze (200) wird mit Hilfe eines Luftkolbens (350) konstant gehalten, der mit einem Drehzapfen (360) verbunden ist, der über einen Arm (370) mit der Leiste (300) verbunden ist. Durch die Kammleiste (300) werden die Klebstoffkügelchen (220; in 2 nicht gezeigt, siehe jedoch 1) ausgestrichen und außerdem in die Tiefdruckvertiefungen (210; in 2 nicht gezeigt, siehe jedoch 1) gedrückt.
Um wieder zu 1 zurückzukehren, die Kammleiste (300) ist in der Regel hinter dem niedrigsten Punkt der ersten Walze (200) positioniert, d. h. hinter 180 des Kreises der ersten Walze (200) in der Rotationsrichtung. Es kann bevorzugt sein, dass die Kammleiste zwischen 180° und 270° oder sogar 180° und 225° oder sogar zwischen 190° und 210° positioniert ist.
Die erste Walze (200) mit dem Klebstoff (220), der nun ausgestrichen und in die Vertiefungen (210) gedrückt ist, rotiert weiter, um dann die zweite Walze (400) zu berühren. Die zweite Walze (400) trägt eine Artikelbahn (500), die teilweise um die zweite Walze (400) herum rotiert. Wie in 1 zu sehen, bewegt sich die Artikelbahn (500) von unterhalb der zweiten Walze (400), um sich um die zweite Walze (400) herum zu drehen, und tritt oberhalb der zweiten Walze aus.
Die zweite Walze (400) ist in 3 ausführlicher gezeigt. Dort ist gezeigt, wie die Artikelbahn (500) die erste Walze (200) berührt, wodurch der Klebstoff (220) auf die Artikelbahn (500; in 3 nicht gezeigt, siehe jedoch 1) überführen wird.
Die Positionierung des Austrittswinkels (420) der Bahn (500) ist wichtig. Dieser Austrittswinkel (420) ist der Winkel zwischen der horizontalen Achse (410) durch die Mitte der zweiten Walze (400) und der Linie der Bahn (500) bei Austritt, oder, falls diese Linie nicht gerade ist, der Tangente zu dieser Linie. Der Austrittswinkel (420) liegt vorzugsweise wie vorstehend beschrieben vor.
Der Druck der Artikelbahn (500) und der zweiten Walze (400) wird vorzugsweise zum Beispiel mit Hilfe eines Luftkolbens (430) konstant gehalten, der mit einem Arm (440) verbunden ist, der mit der zweiten Walze (400) verbunden ist.
Die zweite Walze (400) weist vorzugsweise eine spezifische Shore-Härte auf, wie vorstehend definiert, und kann außerdem eine Beschichtung (450) aus einem elastischen Material wie Gummi aufweisen.
Um wieder zu 1 zurückzukehren, die zweite Walze (400) kann an einer beliebigen Stelle hinter der Beschichtungsmaschine (100) in der Rotationsrichtung positioniert sein, und wenn die Kammleiste (300) vorhanden ist, hinter der Kammleiste (300). In der Regel ist die zweite Walze (400) zwischen 225° und 0° oder sogar 225° und 315° oder sogar zwischen 250° und 300° oder, wie in 1 gezeigt, bei 270° positioniert.
Nachdem der Klebstoff (220) auf die Artikelbahn (500) auf der zweiten Walze (400) überführen wurde, rotiert die erste Walze (200) weiter, um wieder die Position der Beschichtungsmaschine (100) zu erreichen, so dass der Ablauf erneut beginnen kann. Dies erfolgt in der Regel in einer kontinuierlichen Weise.
Bevorzugte Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer bevorzugten Druckvorrichtung gezeigt.
Die Beschichtungsmaschine (100) weist eine Vielzahl von Applikatoreinheiten in einer Reihe auf, von denen nur eine sichtbar ist (110 in 1). Von der Beschichtungsmaschine (100) wird über die Applikatoreinheiten (110) eine aktive Substanz, hier ein Klebstoff (220), auf die Oberfläche eines Überführungswerkzeugs (200) aufgetragen, so dass eine Vielzahl von kontinuierlichen Klebstoffkügelchen (220) auf der Oberfläche des Überführungswerkzeugs (200) vorhanden ist, einschließlich in den Tiefdruckvertiefungen (210) der Oberfläche des Überführungswerkzeugs (200).
Der Klebstoff ist zum Beispiel Lunatack BD160. Diese Überführungswerkzeugoberfläche weist eine Beschichtung aus NF(3) oder Teflon auf (somit sowohl die Oberfläche der Vertiefungen als auch zwischen den Vertiefungen).
Die Rotationsrichtung des Uberführungswerkzeugs (200) ist gekennzeichnet, und die Positionen der Beschichtungsmaschine (100), der Kammleiste (300) und der zweiten Walze (400) sind in Grad des Kreises gekennzeichnet, den der Querschnitt des Überführungswerkzeugs (200).
Das Überführungswerkzeug (200) mit den Klebstoffkügelchen (220) rotiert in Richtung der Kammleiste (300). Die Kammleiste (300) ist in 2 ausführlicher gezeigt.
Die Kammleiste (300) berührt das Überführungswerkzeug (200) so, dass der Winkel (330) zwischen dem oberen Ende (320) der Kammleiste und der Tangente (310) des Überführungswerkzeugs (200) an dem Kontaktpunkt (320) zwischen 4 und 45, vorzugsweise zwischen 15 und 30 beträgt, wie in 2 gezeigt. Der Druck der Kammleiste (300) auf das Überführungswerkzeug (200) wird mit Hilfe eines Luft kolbens (350) konstant gehalten, der mit einem Drehzapfen (360) verbunden ist, der über einen Arm (370) mit der Leiste (300) verbunden ist. Durch die Kammleiste (300) werden die Klebstoffkügelchen (220; in 2 nicht gezeigt, siehe jedoch 1) ausgestrichen und außerdem in die Tiefdruckvertiefungen (210; in 2 nicht gezeigt, siehe jedoch 1) gedrückt.
Um wieder zu 1 zurückzukehren, die Kammleiste (300) ist in der Regel hinter dem niedrigsten Punkt der ersten Walze (200) positioniert, d. h. hinter 180 des Kreises des Überführungswerkzeugs (200) in der Rotationsrichtung. Es kann bevorzugt sein, dass die Kammleiste zwischen 180° und 270° oder sogar 180° und 225° oder sogar zwischen 190° und 210° positioniert ist.
Das Überführungswerkzeug (200) mit dem Klebstoff (220), der nun ausgestrichen und in die Vertiefungen (210) gedrückt ist, rotiert weiter, um dann die zweite Walze (400) zu berühren. Die zweite Walze (400) trägt eine Artikelbahn (500), die teilweise um die zweite Walze (400) herum rotiert. Wie in 1 zu sehen, bewegt sich die Artikelbahn (500) von unterhalb der zweiten Walze (400), um sich um die zweite Walze (400) herum zu drehen, und tritt oberhalb der zweiten Walze aus.
Die zweite Walze (400) ist in 3 ausführlicher gezeigt. Dort ist gezeigt, wie die Artikelbahn (500) das Überführungswerkzeug (200) berührt, wodurch der Klebstoff (220) auf die Artikelbahn (500; in 3 nicht gezeigt, siehe jedoch 1) überführen wird.
Die Positionierung des Austrittswinkels (420) der Bahn (500) ist wichtig. Dieser Austrittswinkel (420) ist der Winkel zwischen der horizontalen Achse (410) durch die Mitte der zweiten Walze (400) und der Linie der Bahn (500) bei Austritt, oder, falls diese Linie nicht gerade ist, der Tangente zu dieser Linie. Der Austrittswinkel (420) liegt vorzugsweise wie vorstehend beschrieben vor.
Der Druck der Artikelbahn (500) und der zweiten Walze (400) wird vorzugsweise zum Beispiel mit Hilfe eines Luftkolbens (430) konstant gehalten, der mit einem Arm (440) verbunden ist, der mit der zweiten Walze (400) verbunden ist.
Die zweite Walze (400) weist vorzugsweise eine spezifische Shore-Härte auf, wie vorstehend definiert, und kann außerdem eine Beschichtung (450) aus einem elastischen Material wie Gummi aufweisen.
Um wieder zu 1 zurückzukehren, die zweite Walze (400) kann an einer beliebigen Stelle hinter der Beschichtungsmaschine (100) in der Rotationsrichtung positioniert sein, und wenn die Kammleiste (300) vorhanden ist, hinter der Kammleiste (300). In der Regel ist die zweite Walze (400) zwischen 225° und 0° oder sogar 225° und 315° oder sogar zwischen 250° und 300° oder, wie in 1 gezeigt, bei 270° positioniert.
Nachdem der Klebstoff (220) auf die Artikelbahn (500) auf der zweiten Walze (400) überführen wurde, rotiert das Überführungswerkzeug (200) weiter, um wieder die Position der Beschichtungsmaschine (100) zu erreichen, so dass der Ablauf erneut beginnen kann. Dies erfolgt in der Regel in einer kontinuierlichen Weise.

Claims

Verfahren zum Überführen einer aktiven Substanz (220) mit einer Schälkraft von mindestens 0,1 N/cm bei Raumtemperatur von einer Oberfläche eines Überführungswerkzeugs (200) auf einen Artikel, eine Reihe von Artikeln oder eine Artikelbahn (500) mit reduzierter Fadenbildung, wobei der Kontaktwinkel der aktiven Substanz (220) und der Oberfläche des Werkzeugs (200) bei der Verfahrenstemperatur mehr als 60°, vorzugsweise mehr als 80° beträgt, wobei das Überführungswerkzeug (200) eine Oberfläche besitzt, die eine Beschichtung umfasst und die bei der Verfahrenstemperatur einen Kontaktwinkel mit der aktiven Substanz (220) von mehr als 60° aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Substanz (220) a) eine Viskosität η von weniger als 2500 mPa·s bei Verfahrenstemperatur aufweist; b) einen Elastizitätsverlustmodul G' aufweist, der in einem Temperaturbereich von weniger als 60°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von weniger als 40°C oder sogar in einem Temperaturbereich von weniger als 30°C von 10 auf 10.000 Pa ansteigt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die aktive Substanz (220) a) einen Elastizitätsmodul G' bei 20°C von weniger als 100.000 Pa, vorzugsweise von weniger als 50.000 Pa oder sogar von weniger als 20.000 Pa aufweist; b) eine Verlusttangente tan δ (G''/G') bei 20°C von mehr als 0,5, vorzugsweise von mehr als 1,0 aufweist; c) eine Oberflächenenergie σ bei 20°C von weniger als 35 mJ/m², vorzugsweise von weniger als 25 mJ/m² aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung ein polyfluoriertes Polymer umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Überführungswerkzeug (200) eine Druckwalze ist und die aktive Substanz (220) auf die Walze aufgetragen wird, wobei das Verfahren vorzugsweise ein kontinuierliches Verfahren ist, wobei die aktive Substanz (220) kontinuierlich auf die Walze (200) und kontinuierlich auf Artikel oder eine Artikelbahn (500) aufgetragen wird, wobei das Verfahren vorzugsweise eine Geschwindigkeit von mindestens 20 m/min, mehr bevorzugt von mindestens 100 m/min oder sogar von mindestens 150 m/min aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die aktive Substanz (220) in einer Punktauftragsmenge von mindestens 10 g/m², vorzugsweise von mindestens 20 g/m² oder sogar von mindestens 40 g/m² aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, welches ein Tiefdruckverfahren ist, wobei die erste Walze (200) Vertiefungen (210) besitzt, um die aktive Substanz (220) aufzunehmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Überführung der aktiven Substanz (220) von der Walze (200) auf die Artikel (500) dadurch erfolgt, dass die Artikel oder die Artikelbahn auf einer zweiten Walze (400) platziert werden und diese mit einer Kraft/Länge von mindestens 700 N/m mit der Walze (200) mit der aktiven Substanz (220) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Artikel oder die Artikelbahn (500) dehnbar sind und um die zweite Walze (400) umlaufen, so dass der Austrittswinkel (420) zwischen 30° und 70°, vorzugsweise zwischen 32° und 45° liegt.