DE60119092T2 - Dreidimensionales, hochelastisches film/vlieslaminat - Google Patents

Dreidimensionales, hochelastisches film/vlieslaminat Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft allgemein Film-/Vliesverbundstoffe und insbesondere betrifft die Erfindung einen punktgebundenen hochelastischen Film-/Vliesverbundstoff, der nach der Herstellung durch Dehnen des Verbundstoffs, wobei ein Zerreißen nicht-elastischer Membranen erreicht wird, atmungsaktiv gemacht wird, wobei die nicht-elastischen Membranen auf dem Verbundstoff durch Schweißpunkte ausgebildet sind, welche verwendet werden, um den Verbundstoff punktzubinden.
  • Fachbereich
  • Es besteht ein Bedarf, die Passform und den Komfort von Windelprodukten u.ä. im Verbrauchermarkt für Einwegprodukte zu verbessern. Von Laminaten, die eine hohe Dehnbarkeit gekoppelt mit hoher elastischer Erholung, sowie atmungsaktive Eigenschaften und Reißfestigkeit bereitstellen, wird angenommen, dass sie diesen Bedarf erfüllen.
  • In der Vergangenheit führten Techniken, welche zum Erreichen einer hohen Dehnung in Vlieslaminaten verwendet wurden, oft zu einer Beschädigung der Vliesfasern oder Bindungen, wobei dies zu verringerter Laminatstärke und insbesondere verringerter Zugfestigkeit führt. Darüber hinaus fehlte den durch Techniken gemäß dem Stand der Technik hergestellten Laminaten oftmals eine ausreichende elastische Erholung, um in den gewünschten Anwendungen optimal zu funktionieren.
  • Atmungsaktive Eigenschaften für diese Laminate wurden typischerweise durch ein Perforieren des Films vor dem Laminieren des Films auf das Vlies erzeugt. Die Laminierung des Films auf das Vlies wird oftmals durch Verwendung von Klebemitteln durchgeführt. Diese Klebemittel neigen dazu, die Löcher oder Öffnungen in den Laminaten zu blockieren, wodurch möglicherweise die gewünschten atmungsaktiven Eigenschaften verringert werden.
  • Atmungsaktive Eigenschaften wurden auch durch Durchlöchern des Films über andere Durchlöcherungsverfahren erzeugt, wie beispielsweise Perforieren des Films nach dem Laminieren des Films auf das Vlies. Aber diese Durchlöcherungsverfahren führen zu verschiedenen Schwachpunkten auf dem Gesamtlaminat. Diese Schwachpunkte sind oft Ausgangspunkte für ein Einreißen.
  • Gemäß dem Stand der Technik müssen oft viele arbeitsintensive und kostenintensive Schritte durchgeführt werden, um ein Laminat mit den gewünschten Eigenschaften zu erzeugen.
  • Deshalb ist es notwendig, ein Laminat und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Laminats zu entwickeln, welches eine hohe Elastizität aufweist, kombiniert mit hoher elastischer Erholung zur Verwendung im Markt für Einwegartikel. Darüber hinaus ist es wünschenswert, ein Laminat und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Laminats zu entwickeln, welches keine Ausgangspunkte für ein Einreißen aufweist, welche auf Laminaten gemäß dem Stand der Technik ausgebildet werden. Es ist deshalb ein weiteres Bedürfnis, ein Laminat mit einer relativ hohen Zerreißfestigkeit bei einer vorbestimmten Dehnungsverlängerung des Laminats herzustellen. Schließlich besteht ein Bedarf, die Anzahl der notwendigen Schritte zur Herstellung des Laminats zu verringern, während die oben ausgeführten Eigenschaften beibehalten werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Film-/Viesverbundstoff, der sich nur quer zur Verarbeitungsrichtung dehnt und der fluid- und luftdurchlässige Eigenschaften aufweist. Der Film-/Vliesverbundstoff umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei verfestigte Schichten, die auf eine Kernschicht laminiert sind. Die verfestigten Schichten sind aus gleichgerichteten und nicht-gleichgerichteten Fasern zusammengesetzt. Die gleichgerichteten und nicht-gleichgerichteten Fasern stellen dehnbare und nicht-dehnbare Abschnitte des Verbundstoffs bereit.
  • Die Schichten des Verbundstoffs sind an einzelnen Punkten miteinander verschweißt. In einer Ausführungsform wird ein Ultraschallhorn zum Verschweißen des Verbundstoffs verwendet. Nach dem Verschweißen bilden sich die im Folgenden beschriebenen ausgeprägten Abschnitte auf dem Verbundstoff: nicht-verschweißte Abschnitte, Bindungsabschnitte und Membranabschnitte. Die nicht-verschweißten Abschnitte sind die Bereiche des Verbundstoffs, welche die Schweißpunkte umgeben. Die Schweißpunkte, an denen sich eine tatsächliche Bindung bildet, sind verschmolzene Polymermassen, die während des Schweißschritts durch Kraft und thermische Energie/Fusionsenergie entfernt werden. Die Membranbereiche sind sehr dünne undurchlässige Membranen aus Polymermaterial, die nach der Anwendung der thermischen/Fusionsenergie zurückbleiben. Nachdem der Verbundstoff geformt worden ist, weisen einige Bereiche des Verbundstoffs eine hohe Elastizität auf. Der Verbundstoff kann durch einen Endverbraucher gedehnt werden, um die Membranen im Membranabschnitt zu zerreißen und dem Film atmungsaktive Eigenschaften zu verleihen. Das Verhältnis der Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in der Querrichtung der Fasern in den festen Schichten beträgt etwa 1,8:1.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Querschnitt des Film-/Vliesverbundstoffs der vorliegenden Erfindung vor dem Schweißschritt.
  • 2 ist eine Aufsicht auf den Film-/Vliesverbundstoff des Verbundstoffs aus 1 nach dem Schweißschritt.
  • 3 ist ein Querschnitt des Verbundstoffs der 1 und 2 entlang der Linie 3-3 aus 2 nachdem der Verbundstoff dem Schweißschritt unterzogen worden ist.
  • 4 ist eine Ansicht des Film-/Vliesverbundstoffs aus 1 und 3, der dem Schweißverfahren unterzogen wird.
  • 5 ist ein Graph, der die Beziehung der Kraft zu Dehnbarkeit verfestigter und nicht-verfestigter Film-/Vliesverbundstoffe zeigt.
  • 6 ist ein Graph, der die Beziehung der Kraft zum Dehnen von verfestigtem und nicht-verfestigtem Verbundstoff zur Zahl der erzeugten Löcher (Öffnungen) zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Bezugnehmend auf 1 wird dort ein dreidimensionaler, hochelastischer Film-/Vliesverbundstoff 10 gezeigt, der eine hohe Dehnbarkeit und ein niedriges Elastizitätsmodul aufweist. Der Verbundstoff 10 umfasst eine erste verfestigte Folie 12, eine zweite verfestigte Folie 14 und eine undurchlässige Filmkernschicht 16. Die verfestigten Folien sind aus Spinnfasern 18 (2) zusammengesetzt. Spinnfasern 18 können Vliesbikomponentenfasern oder gemischte Fasern sein. Wenn die Spinnfasern 18 Bikomponentenfasern sind, weisen die Komponenten der Fasern 18 vorzugsweise zwei verschiedene Schmelzpunkte auf. Falls die Folien 12 und 14 aus gemischten Fasern zusammengesetzt sind, ist es in ähnlicher Weise bevorzugt, dass die gemischten Fasern zwei verschiedene Schmelzpunkte aufweisen. Vorzugsweise weisen Spinnfasern 18 ein Gewicht von etwa 15–30 gsm auf. Die Filmkernschicht 18 kann aus verschiedenen Materialien bestehen, aber die Materialien müssen für Fluid und Luft undurchlässig sein. In einer Ausführungsform kann die Kernschicht 16 aus einem mehrschichtigen Film bestehen. Wechselnde elastomere Filme können ebenfalls als Kernschicht 16 verwendet werden, wie beispielsweise ein einschichtiges Elastomer, oder eine Schaumschicht, aber solche Filme müssen aus fluid- und/oder luftundurchlässigen Materialien zusammengesetzt sein.
  • In einer anderen Ausführungsform ist die Kernschicht 16 eine hochelastische Verbindung, wie beispielsweise eine Verbindung, welche wenigstens eines oder mehrere Block-Copolymere mit einem hydrierten Dien vom Typ A-B-A oder A-B-A' umfasst. Gewöhnlicherweise weist eine derartige Verbindung eine relativ gute elastische Erholung oder eine geringe bleibende Verformung aus Dehnung über 100 Prozent auf, wenn sie allein als Einzelschicht extrudiert wird. Inbesondere nützlich sind Styrol/Isopren, Butadien oder Ethylen-Butylen/Styrol (SIS, SBS oder SEBS) Block-Copolymere. Andere nützliche elastomere Zusammensetzungen zur Verwendung als Kernschicht 16 können elastomere Polyurethane, Ethylencopolymere, wie beispielsweise Ethylenvinylacetate, Ethylen-/Propylen-Copolymerelastomere oder Ethylen-/Propylen-/Dien-Terpolymerelastomere umfassen. Ebenfalls gedacht wird an Gemische dieser Polymere allein oder mit anderen modifizierenden elastischen oder nicht-elastomeren Materialien, welche zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung nützlich sind. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen können die elastomeren Materalien elastomeres Material von hoher Leistungsfähigkeit wie beispielsweise SEBS-, SBS-, SIS- oder KratonTM-elastomere Harze der Shell Chemical Co., umfassen, wobei es sich dabei um elastomere Block-Copolymere handelt.
  • Zur Bildung des Film-/Vliesverbundstoffs 10 werden erste und zweite Folien von Spinnfasern 18 in einem Ofen oder einer anderen Heizvorrichtung gemäß den Lehren ausgerichtet, welche in US-Patent Nr. 35,206 von Hassenboehler, Jr., et al., beschrieben sind. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist eine erste verfestigte Folie 12 und eine zweite verfestigte Folie 14. Die einzelnen Fasern 18 sind in den Folien 12 und 14 dicht gepackt und dehnen sich nur quer zur Verarbeitungsrichtung (d.h. anisotrope Fasern). Der elastische Film-/Vliesverbundstoff 10 (1) wird durch Verkapseln der Kernschicht 16 zwischen den verfestigten Folien 12 und 14 erzeugt.
  • Eine Kombination aus Kraft und thermischer Energie/Fusionsenergie, wie beispielsweise Ultraschallschweißen oder thermisches Kontaktschweißen wird verwendet, um die drei Schichten 12, 14, 16 an einzelnen Schweißpunkten 20 zu kombinieren, um einen Film-/Vliesverbundstoff 21 zu bilden (2 und 3). In einer bevorzugten Ausführungsform, welche in 2 und 3 gezeigt ist, wird Ultraschallschweißen verwendet, um die Schweißpunkte 20 zu bilden, welche die verfestigten Schichten 12 und 14 und die undurchlässige Filmkernschicht 16 verbinden. Die Schweißpunkte 20 nehmen etwa 2% bis etwa 10% der Gesamtoberfläche des Film-/Vliesverbundstoffs 21 ein. Es wurde herausgefunden, dass Schweißpunkte 20 mit einem Durchmesser von etwa 0,75 mm und angeordnet in Querrichtung zur Verarbeitungsrichtung von Mittellinie zu Mittellinie mit einem Abstand von etwa 3,5 mm wünschenswert sind. Ultraschallschweißen ist das bevorzugte Verfahren zum Bilden von Schmelzpunkten 20. Andere geeignete Verfahren können verwendet werden, einschließlich thermisches Kontaktschweißen und Punktschweißen, um Schweißpunkte 20 zu erzeugen. Eine verschweißte Membran 22 und ein Bindungsabschnitt 24 des Materials ergeben sich aus der Aufbringung von Schweißpunkten 20 wie es am besten in 3 gesehen werden kann. Verschweißte Membranen 22 sind sehr dünne undurchlässige Membranen aus Polymermaterial, die nach dem Schweißpunktaufbringen zurückbleiben. Die Membranen 22 sind im Wesentlichen nicht-elastisch. Nach dem Schweißen umfassen die erste und zweite verfestigte Folie 12 und 14 und die undurchlässige Filmkernschicht 16 drei Abschnitte. Nicht-verschweißte Abschnitte 26 sind Bereiche des Verbundstoffs 21, welche die Bindungsabschnitte 24 umgeben. Bindungsabschnitte 24, wo sich die tatsächliche Bindung bildet, enthalten verschmolzene Massen 25 des Polymers, die durch Kraft und thermische Energie/Fusionsenergie während der Schweißpunktaufbringung entfernt werden. Das filmbildende Verfahren wird weiter unten mit größerer Ausführlichkeit beschrieben.
  • Atmungsaktive Eigenschaften des verschweißten elastischen Film-/Vliesverbundstoffs 21 ergeben sich aus dem Zerreißen der Membranen 22. Die Membranen 22 werden zergerissen, wenn der Verbundstoff 21 gedehnt wird. Während des Dehnens werden die Membranen 22 zerrissen, da die Membranen nicht-elastisch sind. Atmungsaktive Eigenschaften werden dem Film-/Vliesverbundstoff 21 durch Induzieren von Dehnung quer zur Verarbeitungsrichtung in einem Bereich von etwa 50 bis etwa 200% verliehen. Beispielsweise wird im Fall einer 50%-igen Dehnungsinduktion eine 2,54 cm (1 Zoll) Probe aus Verbundstoff 21 wenigstens 3,8 cm (1,5 Zoll) lang. Trotz des Dehnens des Verbundstoffs 21 und des Reißens der Membranen 22 stellt der Film-/Vliesverbundstoff ausreichende Widerstandsfähigkeit gegenüber Kräften bereit, insbesondere gegenüber Kräften, welche eine Verlängerung des Verbundstoffs 21 größer als etwa 200 Prozent verursachen, um so ein Reißen des Film-/Vliesverbundstoffs zu vermeiden. Das Dehnen des Film-/Vliesverbundstoffs 21 kann während der Verwendung geschehen, beispielsweise wenn ein Endprodukt durch den Verbraucher oder Anwender gedehnt wird, oder vor der Verwendung an der Produktionsstätte, wobei Verfahren verwendet werden, welche im Fachbereich bekannt sind. Diese Verfahren umfassen die Verwendung eines Spannrahmens, einer gebogenen Schiene oder von ineinandergreifenden Rollen wie beispielsweise denjenigen, die in US-Patent Nr. 4,368,565 von Schwarz beschrieben sind.
  • Nun bezugnehmend auf 4, wird der elastische Film-/Vliesverbundstoff 10 gezeigt, wie er zur Bildung von Schweißpunkten 20 ein Schweißverfahren durchläuft. Die Schweißpunkte 20 punktbinden oder -schweißen die verfestigten Folien 12, 14 an die undurchlässige Filmkernschicht 16, um das verschweißte elastische Film-/Vliesverbundstoffnetz 21 zu bilden. Zur Durchführung von Ultraschallschweißen wird das elastische Film-/Vliesverbundstoffnetz 10 zwischen Ultraschallhorn 30 und Ultraschallbindungsrolle 32 hindurchgeführt. Die Ultraschallbindungsrolle 32 weist eine Vielzahl erhöhter Bereiche 34 auf. Während des Ultraschallschmelzens wird die Masse der verfestigten Schichten 12, 14, die nächstliegend zu den erhöhten Bereichen 34 der Ultraschallbindungswalze 32 sind, geschmolzen und fließen, nach außen vom Ultraschallhorn 30 weg, um einen Schweißpunkt 20 zu bilden. Die dünne zurückbleibende Materialschicht bildet Membran 22, weiche von verschmolzenen Massen 25 (3) umgeben ist. Membran 22 verbleibt nach dem Schweißen gegenüber Fluid oder Luft undurchlässig. Die Stelle der Membran 22 korrespondiert mit den einzelnen erhöhten Bereichen 34 der Bindungsrolle, welche die Punkte für das Ultraschallbinden bereitstellen. Die erhöhten Bereiche 34 durchdringen den Fim-/Vliesverbundstoff 10 nicht vollständig, aber wirken für die Energiekraft, die vom Ultraschallhorn 30 übertragen wird, als Primärkanal. Ohne die erhöhten Bereiche 34 würde die Kraft, welche durch das Horn 30 bereitgestellt wird, über das elastische Film-/Vliesverbundstoffnetz 10 gleichmäßig verteilt werden. Im Ergebnis vermitteln die erhöhten Bereiche 34 ein Muster aus geschweißtem Film-/Vliesverbundstoff 21.
  • Der sich ergebende geschweißte Film-/Vliesverbundstoff 21 weist eine hohe Elastizität quer zur Verarbeitungsrichtung auf, wobei es sich um die Richtung handelt, welche querverlaufend zu der Richtung ist, in der sich der Verbundstoff 10 und der sich ergebende verschweißte Verbundstoff 21 während des in 4 gezeigten Schweißverfahrens bewegen. Verschweißter Verbundstoff 21 widersteht einer Dehnung in Verarbeitungsrichtung, wobei die Verarbeitungsrichtung parallel zu der Richtung ist, in welcher sich der Verbundstoff 10 und der sich ergebende geschweißte Verbundstoff 21 während des Schweißverfahrens bewegen. Der verschweißte Film-/Vliesverbundstoff 21 weist ein Endgewicht im Bereich von etwa 40–150 gsm auf.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Schweißverfahren werden Öffnungen im Film-/Vliesverbundstoff 21 durch Dehnen des Verbundstoffs 21 erzeugt, um die Membranen 22 zu zerreißen, und man ermöglicht es dem Verbundstoff 21, zu seiner ursprünglichen Länge zurückzukehren.
  • Experimentelle Beschreibung
  • Das unten beschriebene Experiment wurde aufgebaut, um den Einfluss eines Verleihens atmungsaktiver Eigenschaften auf die Eigenschaften verschiedener Laminate zu zeigen. Das Experiment weist drei Stufen auf:
    • 1. Stufe zur Erzeugung von Laminat
    • 2. Stufen zur Aktivierung von Laminat
    • 3. Stufe zur Quantifizierung von Laminateigenschaften
  • Der Schritt zur Laminaterzeugung umfasst die Erzeugung von drei Laminatproben, Probe A, Probe B und Probe C. Probe A besteht aus einem elastischen Film, welcher ultraschallgebunden ist und verwendet Softspan®-Vliese auf beiden Seiten des Films. Probe B besteht aus einem elastischen Film, welcher ultraschallgebunden ist und welcher bedeckend auf beiden Seiten mittels zweier Schichten auf den selben Softspan®-Vliesen wie in Probe A aufgetragen ist. Darüber hinaus wurde jede der Softspan®-Vliesschichten mit einem Neck-In-Verhältnis von 2:1 verfestigt, bevor sie auf jeder Seite des Films angebracht wurden. Probe C ist die gleiche Probe wie Probe B, mit der Ausnahme, dass jede der Softspan®-Vliesschichten mit einem Neck-In-Verhältnis von 3:1 verfestigt wurde, bevor sie auf jeder Seite des Films angebracht wurden.
  • Im Schritt zur Aktivierung des Laminats oder zur Erzeugung von Löchern wurden Löcher in den Proben A, B und C erzeugt, wobei die Proben auf verschiedene Ausmaße gedehnt wurden und man es zuließ, dass sie wieder auf ihre ursprüngliche Länge zurückkehrten. In diesem Experiment wurden die Laminate per Hand gedehnt. Insbesondere wurde eine 2,54 cm (1 Zoll) Markierung auf jeder Probe angebracht und das Material wurde zu vorherbestimmten Ausdehnungen gedehnt. Die Materialien wurden anschließend um verschiedene Beträge gedehnt und die Kraft, welche zum Dehnen um diesen Betrag erforderlich war, wurde aufgenommen.
  • Tabelle 1, unten, und 5 zeigen einen Vergleich des Dehnungsverhaltens der Proben A, B und C, nachdem sie jeweils auf 100% vorgedehnt wurden. Die Daten zeigen, dass die verfestigten Proben B und C eine zusätzliche Dehnbarkeit um 100% im Vergleich zur nicht-verfestigten Probe A aufwiesen. Die verfestigten Proben B und C benötigten zur Dehnung niedrigere Kräfte, insbesondere nach Ausdehnung um 60%. Die höhere Kraft zur Ausdehnung der nicht-verfestigten Proben B und C unterstellt, dass die eigentlichen Fasern 18 deformiert werden anstelle gedehnt zu werden. Die Daten unterstützen das Postulat, dass eine höhere Deformierung einen irreversiblen Schaden der Ausdehnungsmatrix der verfestigten Folien hervorruft. Darüber hinaus macht der Gewinn an höherer Dehnbarkeit durch die verfestigten Proben B und C die Proben leichter, d.h. erfordert weniger Kraft, um den Verbundstoff weiter zu dehnen im Vergleich zu der nicht-verfestigten Probe A.
  • TABELLE 1:
    Figure 00090001
  • Im Schritt zur Quantifizierung der Laminateigenschaften wurden, nachdem das Material vorgedehnt worden war, die Löcher in jeder der Proben A, B und C in einem vorherbestimmten Bereich gezählt. Als nächstes wurden die Kräfte zum Dehnen der Probe in Querrichtung zur Verarbeitungsrichtung und die äußerste Dehnung unter Zugbelastung bis zum Reißen gemessen.
  • Bezugnehmend auf 6 wird nun die Dehnungskraft gegen die Zahl der erzeugten Öffnungen dargestellt. Im Experiment wurden die Proben A, B und C des verschweißten Film-/Vliesverbundstoffs 21 gedehnt, um Öffnungen zu erzeugen, oder vorgedehnt. Die Öffnungen in jeder der Proben A, B und C wurden anschließend in einem Probenbereich gezählt, um den Prozentsatz an Membranen 22 (3) zu bestimmen, welche rissen. Darüber hinaus wurden die Kräfte zur Dehnung des Film-/Vliesverbundstoffs 21 auf 100% Verlängerung quer zur Verarbeitungsrichtung gemessen.
  • Unter Bezugnahme auf 6 kann erkannt werden, dass in der nicht-verfestigten Film/Vliesprobe A die Gesamtintegrität der Probe A abzunehmen beginnt, sobald ein Grad von 48% Öffnung erreicht worden ist. Darüber hinaus erfahren die verfestigten Proben B und C keinen Schaden oder Veränderung in ihren Moduleigenschaften beim 100% Modulgrad, obwohl die Proben B und C gedehnt wurden, bis alle Membranen 22 gerissen waren, d.h. 100% Löcher erzeugt worden waren.
  • Die Daten aus 6 unterstützen die Schlussfolgerung, dass in einem verfestigten Film-/Vliesverbundstoff (Proben B und C) dem Film-/Vliesverbundstoff ein sehr hoher Prozentsatz an Öffnungen verliehen werden kann, ohne das Netzwerk der Fasern 18 zu beschädigen oder die Integrität des Film-/Vliesverbundstoffs zu zerstören. Dies ist eine große Verbesserung gegenüber dem Prozentsatz an Öffnungen, der in einem nicht-verfestigten Material ausgebildet werden kann, bevor sich eine Schädigung des Materials ergibt, z.B. Probe A. Darüber hinaus wiesen die verfestigten Film-/Vliesproben B und C Eigenschaften auf, die anderen Laminaten oder Geweben, welche in der Vergangenheit hergestellt worden waren und welche gespannt wurden, um atmungsaktiv zu werden, deutlich überlegen sind.
  • Wie es durch den Fachmann anerkannt werden wird, können die verschiedenen Parameter dieser Erfindung in Abhängigkeit von der Anwendung angepasst werden, einschließlich einer Veränderung des Gewichts der Vliesschichten 12, 14 des Verfestigungsverhältnisses der Schichten 12 und 14 und der Auswahl des Polymers zur Verwendung als undurchlässige Kernfilmschicht 16 des elastischen Film-/Vliesverbundstoffnetzes.
  • Der Kern der Erfindung ist ein atmungsaktiver und durchlässiger verfestigter Film-/Vliesverbundstoff, welcher durch Laminieren einer luft- und fluidundurchlässigen elastischen Schicht zwischen zwei Schichten aus verfestigten Vliesen und Bilden einer luft- oder fluiddurchlässigen dünnen Struktur, welche eine eindeutig definierte Elastizität und selektive Bereiche mit atmungsaktiven Eigenschaften aufweist, hergestellt wird, ohne dass die Notwendigkeit besteht, ein Verfahren oder eine Vorrichtung zu verwenden, um dem Film Öffnungen zu verleihen. Der sich ergebende Verbundstoff ermöglicht die Bildung eines hohen Prozentsatzes an Öffnungen aus einer gegebenen Zahl an Schweißpunkten durch Dehnen des Verbundstoffs ohne Beschädigung der Verbundstoffstruktur. Darüber hinaus kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung ohne Verwendung übermäßiger thermischer oder Fusionsenergiekräfte durchgeführt werden, die die Stifte oder erhöhten Bereiche der Brechungsrolle beschädigen könnten. Darüber hinaus dehnt sich aufgrund der gleichgerichteten Eigenschaften des verfestigten Vliesmaterials der erhaltende Verbundstoff nur quer zur Verarbeitungsrichtung.

Claims (29)

  1. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff, umfassend: eine fluid- und luftundurchlässige Kernfilmschicht mit einer ersten und einer zweiten Seite; eine erste Vliesschicht, die durch eine Vielzahl von Schweißpunkten an die erste Seite der Kernschicht punktgebunden ist; eine zweite Vliesschicht, die durch eine Vielzahl von Schweißpunkten an die zweite Seite der Kernschicht punktgebunden ist; und wobei die Schweißpunkte im Wesentlichen nicht elastisch sind und die Schweißpunkte unter Ausbildungen von Öffnungen abreißen, wenn der Verbundstoff quer zur Verarbeitungsrichtung bis zu einer Streckung von 50 bis 200% gedehnt wird.
  2. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die Kernschicht ein Material umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus elastomerem Film, Schaum und mehr-schichtigem Film.
  3. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht Bikomponentenfasern beinhalten, die wenigstens zwei verschiedene Schmelzpunkte aufweisen.
  4. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht Mischfasern beinhalten, die wenigstens zwei verschiedene Schmelzpunkte aufweisen.
  5. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern beinhalten; und wobei die erste Vliesschicht anisotrope Fasern beinhaltet.
  6. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern beinhalten; und wobei die zweite Vliesschicht anisotrope Fasern beinhaltet.
  7. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die Schweißpunkte zwischen etwa 2% bis etwa 10% der Gesamtoberfläche des Film/Vlies-Verbundstoffs einnehmen.
  8. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Membranen, die in den Schweißpunkten ausgebildet sind, wobei die Membranen unter Ausbildung von Öffnungen reißen, wenn der Verbundstoff in Querrichtung zu einer Streckung mehr als etwa 50% gedehnt wird.
  9. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei der Verbundstoff eine hinreichende Festigkeit gegenüber Kräften größer als etwa 591 g pro cm (1500 Gramm pro Zoll) zum Verhindern von Reißen des Verbundstoffs bereitstellt.
  10. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei der Verbundstoff eine prozentuale äußerste Streckung in Dehnrichtung im Bereich von etwa 400% bis etwa 650% aufweist.
  11. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: elastische Abschnitte und nicht elastische Abschnitte.
  12. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern beinhalten; und wobei die gleichgerichteten und nicht-gleichgerichteten Fasern der ersten Vliesschicht ein Verhältnis hinsichtlich Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung in einem Bereich von etwa 3:1 bis etwa 1,8:1 aufweisen.
  13. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern beinhalten; und wobei ein Verhältnis der gleichgerichteten und nicht-gleichgerichteten Fasern hinsichtlich Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung etwa 1,8:1 beträgt.
  14. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern beinhalten; und wobei ein Verhältnis der gleichgerichteten und nicht-gleichgerichteten Fasern hinsichtlich Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung etwa 3:1 beträgt.
  15. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vliesschicht und die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern beinhalten; und wobei das Verhältnis der ersten Vliesschicht hinsichtlich der Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung etwa 1,8:1 beträgt.
  16. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis der ersten Vliesschicht hinsichtlich Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung etwa 3:1 beträgt.
  17. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff, umfassend: eine fluid- und luftundurchlässige Kernfilmschicht mit einer ersten und einer zweiten Seite; eine erste Vliesschicht, die durch eine Vielzahl von Schweißpunkten an die erste Seite der Kernschicht punktgebunden ist, wobei die erste Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern aufweist, wobei die gleichgerichteten Fasern und nicht-gleichgerichteten Fasern der ersten Vliesschicht ein Verhältnis hinsichtlich Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung in einem Bereich von etwa 3:1 bis etwa 1,8:1 aufweisen; eine zweite Vliesschicht, die durch eine Vielzahl von Schweißpunkten an die zweite Seite der Kernschicht punktgebunden ist, wobei die zweite Vliesschicht gleichgerichtete Fasern und nicht-gleichgerichtete Fasern aufweist; und eine Vielzahl von durch die Schweißpunkte gebildeten Bindungsregionen, die die erste Vliesschicht, die zweite Vliesschicht und die Kernschicht miteinander verbinden; nicht elastische Membranen innerhalb der Bindungsregionen, wobei die Membranen darauf abgestimmt sind, in Folge von Dehnung des Verbundstoffs zu reißen, wodurch Öffnungen gebildet werden.
  18. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 17, wobei die gleichgerichteten Fasern und die nicht-gleichgerichteten Fasern ein Verhältnis hinsichtlich Zugbelastung bis zum Reißen in Verarbeitungsrichtung zu Zugbelastung bis zum Reißen in einer Querrichtung in einem Bereich von etwa 3:1 bis etwa 1,8:1 aufweisen, wobei die gleichgerichteten Fasern der zweiten Vliesschicht in der selben Richtung wie die gleichgerichteten Fasern der ersten Vliesschichtfasern orientiert sind.
  19. Verfahren zur Ausbildung eines dreidimensionalen hochelastischen Film/Vlies-Verbundstoffs, umfassend die Schritte: Laminieren einer ersten dünnen Vliesschicht auf eine erste Seite einer für Luft und Fluid impermeablen elastischen Kernfilmschicht; Laminieren einer zweiten dünnen Vliesschicht auf eine zweite Seite einer für Luft und Fluid impermeablen elastischen Kernfilmschicht; und Dehnen des Verbundstoffs in Querrichtung zur Erzeugung von Öffnungen im Verbundstoff.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend die Schritte: Binden der ersten und der zweiten Vliesschichten über Punkte an die Kernfilmschicht; und Ausbilden einer im Wesentlichen nicht elastischen Membran durch den Schritt des Punktbindens.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt zum Punktbinden der ersten Vliesschicht und der Vliesschichten durch Ultraschallschweißen erreicht wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt zum Punktbinden der ersten und der zweiten Vliesschichten durch eine Kombination aus Kraft und thermischer Energie erreicht wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Schritt zum Punktbinden der ersten Vliesschicht und der Vliesschichten durch thermisches Kontaktschweißen erreicht wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zur Dehnung des Verbundstoffs in der Querrichtung durch einen Endverbraucher des Verbundstoffs durchgeführt wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zur Dehnung des Verbundstoffs in der Querrichtung mittels eins Spannrahmens durchgeführt wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zur Dehnung des Verbundstoffs in der Querrichtung mittels einer gebogenen Schiene auf einer Rolle durchgeführt wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt zur Dehnung des Verbundstoffs in der Querrichtung mittels ineinandergreifender Rollen durchgeführt wird.
  28. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 5, wobei die erste Vliesschicht Bikomponentenfasern beinhaltet, die wenigstens zwei verschiedene Schmelzpunkte aufweisen.
  29. Dreidimensionaler hochelastischer Film/Vlies-Verbundstoff gemäß Anspruch 5, wobei die erste Vliesschicht Mischfasern beinhaltet, die wenigstens zwei verschiedene Schmelzpunkte aufweisen.
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