DE60131163T3

DE60131163T3 - Vliesstoff für die Schlaufenstruktur eines Haftverschlusses

Info

Publication number: DE60131163T3
Application number: DE60131163T
Authority: DE
Inventors: Thomas Alexander Horn; John Norman Simmons
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: DE60131163T2; WO2003020067A1; MXPA04002129A; EP1290960B2; ATE376784T1; JP2005520579A; EP1290960B1; DE60131163D1; EP1290960A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft mechanische Verschlüsse, die oft als „Haken-und-Schlaufen”-Verschlüsse bezeichnet werden. Insbesondere betrifft diese Erfindung das Schlaufenelement solcher Verschlüsse.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mechanische Verschlüsse entsprechen dem Stand der Technik. Solche Verschlüsse werden oft als „Haken-und-Schlaufen”-Verschlüsse bezeichnet. Eine beliebte Art mechanischer Verschlüsse wird unter der Handelsbezeichnung Velcro^® vertrieben. Mechanische Verschlüsse ermöglichen das schnelle Schließen und Lösen von Elementen, die diesen Verschluss tragen. In der Praxis weist ein Teil des zu befestigenden Elements die „Haken”-Elemente auf und wird als das „nach außen gerichtete” Verschlusselement bezeichnet. Ein anderer Teil des zu befestigenden Elements weist ein passendes „Schlaufen”-Element auf und wird als das „nach innen gerichtete” Verschlusselement bezeichnet. Die Haken und Schlaufen sind flexibel und elastisch, so dass, wenn sie zusammen gedrückt werden, die Haken des nach außen gerichteten Verschlusselements in die Schlaufen des nach innen gerichteten Verschlusselements auf eine Weise eingreifen, durch die ein bestimmter Widerstand gegenüber einem Lösen durch Scher- und/oder Schälkräfte entsteht. Die tatsächliche Menge des Widerstands hängt von einer Vielzahl von Entwurfsfaktoren ab, wie der Art des Schlaufenmaterials, der Art des Hakenmaterials, der Anzahl an Haken (z. B. pro Einheitsbereich), der Anzahl an zum Greifen durch die Haken verfügbaren Schlaufen und dergleichen.
Mechanische Verschlüsse werden in einer großen Vielzahl von Artikeln verwendet, einschließlich Bekleidung, Sportausrüstung, industriellen Geräten, Verbraucherartikeln und praktisch jedem Gegenstand, der durch sein wiederholtes Öffnen und Schließen davon profitiert. Ein Beispiel für Bekleidung sind beispielsweise Schuhe, bei denen mechanische Verschlüsse oftmals Schnürsenkel als sicheres Verschlussmittel ersetzen. Mechanische Verschlüsse werden außerdem bei Wegwerfartikeln eingesetzt, wie bei Verpackung, medizinischer Bekleidung und Einwegwindeln als ein Mittel zum wiederholten Öffnen und Schließen.
Es sind viele Anstrengungen in dem Bemühen, einen vom Verbraucher stärker akzeptierten mechanischen Verschluss bereitzustellen, unternommen worden. Die Verbraucherakzeptanz hängt vom Verwendungszweck ab, jedoch kann im Allgemeinen die Verbraucherakzeptanz bei Wegwerfartikeln verbessert werden, indem die Kosten des Verschlusses verringert und seine Zuverlässigkeit erhöht werden. Jedoch besteht zwischen einer solchen Kostenverringerung und dem Wunsch nach erhöhter Zuverlässigkeit ein technischer Widerspruch. Zum Beispiel sind Gewebe, Maschenware und Vliesbahnen bekannte Materialien, die als nach innen gerichtete Verschlusselemente nützlich sind. Materialien aus Gewebe und Maschenware können so hergestellt werden, dass sie aufgrund ihrer Fähigkeit, wirksame Schlaufenstrukturen zu bilden, eine verhältnismäßig hohe Zuverlässigkeit bieten, weisen jedoch verhältnismäßig hohe Kostenmaterialien auf. Vliesmaterialen können wesentlich kastengünstiger hergestellt werden, weisen jedoch beträchtlich weniger Zuverlässigkeit bei der Verwendung als Schlaufenteil eines mechanischen Verschlusselements auf. Das heißt, dass im Allgemeinen selbst bei optimierten passenden Hakenteilen die Vliesbahnschlaufenmaterialien weniger Widerstand gegenüber Schäl- und Scherkräften aufweisen als Schlaufenmaterialien aus Gewebe oder Maschenware und daher verhältnismäßig weniger Zuverlässigkeit als ein Verschluss bieten.
Ein Grund dafür, warum Vliesbahnen als Hakenelement eines mechanischen Verschlusses weniger zuverlässig sind als Materialien aus Gewebe oder Maschenware, liegt in der mangelnden Intaktheit der „Schlaufen” in einem Vlies, das heißt, der für das Eingreifen durch ein Hakenelement verfügbaren Faserteile. In einem Material aus Gewebe oder Maschenware sind alle Schlaufen im Wesentlichen verankert, um beim Lösen eines passenden Hakenelements einem Ausreißen zu widerstehen. Jedoch sind bei Vliesbahnen die Schlaufen, die durch nach dem Zufallsprinzip verteilten Fasern gebildet werden, nicht notwendigerweise verankert, um einem solchen Ausreißen zu widerstehen. Daher tendiert beim Lösen eines Hakenelements der Haken dazu, Fasern abzureißen. Die Leichtigkeit, mit der die Fasern abgerissen werden können, ist ein Faktor für das Bestimmen der Schäl- und Scherkräfte, die zum Lösen des Verschlusses erforderlich sind. Die Anzahl an Fasern, die abgerissen werden, ist ebenfalls ein Faktor bei der Bestimmung, ob der Verschluss wiederholt verwendet werden kann. Dieses Problem ist bei Vliesbahnen mit niedrigem Basisgewicht besonders wichtig.
Eine Möglichkeit, die Intaktheit einer Vliesbahn zu verbessern, besteht im Erhöhen der Anzahl an Verbindungen der Bestandteilfasern. Zum Beispiel kann eine Vliesbahn auf bekannte Weise mit einer Stützschicht verbunden werden, so dass die Bestandteilfasern mit der Stützschicht verbunden oder verankert sind. Durch Erhöhen des Bindungsbereiches können mehr Fasern mit der Stützschicht verankert werden. Jedoch wird durch das Erhöhen des Bindungsbereichs auch die Anzahl an Fasern erhöht, die für ein Eingreifen durch die Haken nicht verfügbar sind. Bei einer beispielsweisen Bindungsabdeckung von 100% wäre jede Faser verankert, um einem Losreißen aus der Bahn widerstehen zu können, jedoch wären keine Fasern für das Eingreifen durch Haken verfügbar.
U.S.-Patent 3,708,361 betrifft ein elastisches Vliesgewebe hohen Volumens mit erhöhter Querrichtungsfestigkeit. Das Gewebe enthält eine unterbrochene Stützschicht aus Klebstoff und mehrere heißfixierbare Elemente sowie von der Stützschicht nach außen gerichtete schlaufenförmige Fäden. Das Patent umfasst ferner ein Verfahren zum Herstellen des Gewebes durch Einbetten von mindestens zwei Bahnen in ein offenes Klebstoffmuster, wobei eine Bahn aus mehreren elastischen Elementen besteht, die längs der Bahn verlaufen, und eine zweite Bahn aus mehreren ungebundenen, zufällig ausgerichteten Fäden besteht. Der Klebstoff wird anschließend teilweise in einer Stützschicht verfestigt, während die Elemente und Fäden schlaufenförmig von der Verstärkung weg nach außen gerichtet werden.
Es ergingen Versuche, Hakenelemente herzustellen, die weniger kostenintensiv sind und bei Vliesbahn-Schlaufenelementen gut funktionieren. Zum Beispiel lehrt US-Pat. Nr. 5,058,247 , erteilt am 22. Oktober 1991 an Thomas et al., Eingreifmittel in Form von hakenförmigen Zinken zum Befestigen an Eingreifmitteln, die Faserbündel und Fasern aufweisen. Jedoch wenden sich keine Erkenntnisse in Thomas et al. an die Optimierung des Eingreifmittels, wie einem Vliesbahn-Schlaufenelement.
Es ergingen ebenfalls Versuche, das Vliesbahn-Schlaufenelement zu optimieren. Zum Beispiel lehrt US-Pat. Nr. 5,595,567 die Verwendung vorgegebener Muster an Bindemusterelementen auf dem Vlies, die vorgegebene Konstruktionsbindungen überschneiden, die am Vlies an einer verlängerbaren Verstärkung angefügt sind. Jedoch erfordert diese Struktur eine verlängerbare Verstärkung, die eine entspannte Ausrichtung aufweisen muss, wie zum Beispiel ein elastomeres Material. Daher werden, obgleich die Zuverlässigkeit möglicherweise erhöht wird, die Kosten bei vielen Anwendungen von Wegwerfartikeln nicht ausreichend verringert. EP-A-882 828 offenbart ein Schlaufenelement und ein Verbindungsmuster nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 10.
Demgemäß wäre es wünschenswert, über ein Vliesstoff-Schlaufenelement für einen mechanischen Verschluss mit erhöhter Verschlusszuverlässigkeit zu verfügen.
Des Weiteren wäre es wünschenswert, über ein Vliesstoff-Schlaufenelement für einen mechanischen Verschluss mit erhöhter Verschlusszuverlässigkeit zu verfügen, das auf eine kommerziell durchführbare Weise hergestellt werden kann.
Ferner wäre es wünschenswert, über ein Vliesstoff Schlaufenelement für einen mechanischen Verschluss mit erhöhter Verschlusszuverlässigkeit zu verfügen, das kein Verstärkungsmaterial mit entspannter Ausrichtung erfordert.
Schließlich wäre es wünschenswert, ein Vliesstoff-Schlaufenmaterial für einen mechanischen Verschluss zu entwickeln, das ein Verbindungsmuster aufweist, das ohne einen entsprechend beträchtlich erhöhten Bindungsbereich verhältnismäßig mehr Fasern verbindet.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Schlaufenelement nach Anspruch 1 für ein mechanisches Befestigungsmittel umfasst eine Vliesbahn, wobei die Vliesbahn ein Muster von sich überschneidenden Verbindungslinien umfasst. Das Muster ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil davon mehrere erste, sich nicht überkreuzende Verbindungslinien und mehrere zweite, sich nicht überkreuzende Verbindungslinien umfasst, wobei jede sich nicht überkreuzende Verbindungslinie der mehreren ersten Verbindungslinien jede sich nicht überkreuzende Verbindungslinie der mehreren zweiten Verbindungslinien überkreuzt. Die sich überkreuzenden Verbindungslinien bilden verbundlose Musterelemente, wobei jedes der Musterelemente zumindest teilweise durch nicht lineare Segmente der Verbindungslinien verbunden wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obwohl diese Erfindung mit Ansprüchen schließt, welche die vorliegende Erfindung darstellen und speziell beanspruchen, wird angenommen, dass Selbige aus den folgenden Zeichnungen in Verbindung mit der beiliegenden Patentbeschreibung besser verständlich wird, wobei gleiche Bestandteile dieselbe Bezugsnummer erhalten.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Absorptionsartikels der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Schlaufenelements der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Draufsicht, die ein typisches Musterelement eines Schlaufenelements außerhalb der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Schlaufenelements außerhalb der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Schlaufenelements außerhalb der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines Schlaufenelements der vorliegenden Erfindung;
7 ist ein Diagramm, das die Amplitude bei zwei Variationen von Muster der in 6 dargestellten Art darstellt.
8 ist eine graphische Darstellung der in Tabelle 1 dargestellten Daten.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Absorptionsartikel” auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und einbehalten, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche am oder nahe am Körper des Trägers angeordnet werden, um die verschiedenen, vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und zurückzuhalten. Der Ausdruck „Wegwerf-” bzw. „Einweg-” wird hier verwendet, um Absorptionsartikel zu beschreiben, die im Allgemeinen nicht dafür bestimmt sind, gewaschen oder anderweitig als ein Absorptionsartikel wiederhergestellt oder wieder verwendet zu werden (d. h., sie sind dazu bestimmt, nach einmaligem Gebrauch weggeworfen zu werden).
Wie hierin verwendet, wird der Ausdruck „angeordnet” in der Bedeutung verwendet, dass ein oder mehrere Elemente der Windel an einer bestimmten Stelle oder in einer bestimmten Position als einheitliche Struktur mit anderen Elementen der Windel oder als separates Element, das mit anderen Elementen der Windel zusammengefügt wird, gebildet (zusammengefügt und positioniert) werden. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „zusammengefügt” Ausführungen, wo ein Element direkt mittels direkter Befestigung des Elements am anderen Element an einem anderen Element festgelegt wird, und Gestaltungen, wodurch ein Element indirekt durch Befestigen des Elements an einem oder mehreren Zwischenelementen, die ihrerseits an dem anderen Element befestigt werden, an dem anderen Element festgelegt wird.
Ein „einheitlicher” absorbierender Artikel bezieht sich auf absorbierende Artikel, die aus separaten Teilen bestehen und die miteinander verbunden werden, um eine aufeinander abgestimmte Einheit zu bilden, sodass sie keine separaten Handhabungselemente, wie einen separaten Halter und eine separate Auflage, benötigen. Eine bevorzugt Ausführungsform eines Absorptionsartikels der vorliegenden Erfindung ist der einstückige Einwegabsorptionsartikel, die Windel 20, die in 1 dargestellt ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Windel” auf einen Absorptionsartikel, der generell von Kinder und inkontinenten Personen um den Unterleib herum getragen wird, und schließt sowohl Bandstreifenwindeln (mit Klebebändern, Klettverschlüssen usw.) als auch Höschenwindeln zum Anziehen ein. Die vorliegende Erfindung ist auch auf andere Absorptionsartikel anwendbar, wie Inkontinenzschlüpfer, Inkontinenzunterwäsche, absorbierende Einlagen, Windelhalter und -einlagen und dergleichen.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „elastisch” oder „elastomer” auf jedes beliebige Material, das bei Anwendung einer Vorspannkraft dehnbar ist, das heißt, verlängerbar, und zwar um mindestens etwa 60 Prozent (d. h., auf eine gedehnte, vorgespannte Länge, die mindestens etwa 160 Prozent seiner entspannten, nicht vorgespannten Länge beträgt) und das bei Lösen der dehnenden, verlängernden Kraft um zumindest 55 Prozent seiner Verlängerung zurückspringt. Ein hypothetisches Beispiel wäre eine ein (1,0) große Probe eines Materials, das auf mindestens 1,60 cm verlängerbar wäre und das bei Verlängerung auf 1,60 cm und nach Lösen auf eine Länge von höchstens 1,27 cm rückfedert. Viele elastische Materialien können um mehr als 60 Prozent (d. h., wesentlich mehr als 160 Prozent ihrer entspannten Länge) verlängert werden, zum Beispiel um 100 Prozent oder mehr, und viele dieser Materialien werden bei Lösen der Dehnkraft im Wesentlichen auf ihre entspannte Ausgangslänge zurückfedern, zum Beispiel, auf innerhalb 105 Prozent ihrer entspannten Ausgangslänge. Solche Materialien werden hier als „stark elastisch” bezeichnet.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „nichtelastisch” auf jedes beliebige Material, auf das die vorgenannte Definition von „elastisch” (oder „elastomer”) oder „hochelastisch” nicht zutrifft.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „dehnbar” auf jedes beliebige Material, das bei Anwendung einer Vorspannkraft verlängerbar ist, und zwar um mindestens etwa 50%, ohne eine erhebliche Widerstandkraft aufzuweisen (unter 10 g/cm) oder katastrophalen Bruch zu verzeichnen. Katastrophaler Bruch schließt ein erhebliches Einreißen, Brechen, Zerreißen oder anderweitigen Zugbruch ein, so dass bei Prüfung in einer standardmäßigen Zugprüfmaschine der Zugbruch zu einem plötzlichen, beträchtlichen Abfallen der gemessenen Zugkraft führen würde. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „stark dehnbar” auf jedes beliebige Material, das bei Anwendung einer Vorspannkraft verlängerbar ist, um mindestens etwa 70%, mehr bevorzugt mindestens etwa 100%, und noch mehr bevorzugt etwa 120%, ohne eine erhebliche Widerstandkraft aufzuweisen (weniger als 10 g/cm) oder katastrophalen Bruch zu verzeichnen.
Das Schlaufenelement der vorliegenden Erfindung kann in einer Anwendung eingesetzt werden, die ein mechanisches Verschlusselement mit verhältnismäßig geringen Kosten erfordert, einschließlich in Bekleidungs- und Verpackungsanwendungen. Jedoch ist es besonders vorteilhaft bei Einwegprodukten und wird nachstehend in Bezug auf seine Verwendung als ein Verschluss für einen Einwegabsorptionsartikel, insbesondere eine Windel, beschrieben.
1 ist eine Draufsicht einer Wegwerfwindel 20 in einem ausgebreiteten Zustand, wobei Teile der Struktur weggeschnitten wurden, um den Aufbau der Windel 20 besser zeigen zu können. Der Teil der Windel 20, der zum Träger zeigt, ist zum Betrachter gerichtet. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Windel 20 vorzugsweise eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 24; eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 26, einen Absorptionskern 28, der vorzugsweise zwischen mindestens einem Teil der Oberschicht 24 und der Unterschicht 26 angeordnet ist; Seitenbereiche 30; elastifizierte Beinbündchen 32; und einen elastischen Taillenbestandteil. 34.
Die Windel 20 ist in 1 so gezeigt, dass sie einen ersten Taillenbereich 36, einen zweiten Taillenbereich 38 gegenüber dem ersten Taillenbereich 36 und einen zwischen dem ersten Taillenbereich 36 und dem zweiten Taillenbereich 38 angeordneten Schrittbereich 37 aufweist. Der Umfang der Windel 20 wird durch die Außenränder der Windel 20 bestimmt, bei denen die Längsränder 50 im Allgemeinen parallel zur Längsachse 70 der Windel 20 ausgerichtet sind und die Endränder 52 zwischen den Längsrändern 50 im Allgemeinen parallel zur Querachse 72 der Windel 20 verlaufen. Für einen besseren Sitz sind die Längsränder 50 vorzugsweise gekrümmt, um bei Betrachtung in der flach ausgebreiteten Konfiguration von 1 eine sanduhrförmige Windel zu ergeben. Die Grundeinheit 22 der Windel 20 umfasst den Hauptkörper der Windel 20. Die Grundeinheit 22 umfasst zumindest die Oberschicht 24 und die Unterschicht 26.
Bei Windeln mit Bandstreifen, das heißt, Windeln, die um den Träger mittels Verwendung eines Klebebands oder eines lösbaren mechanischen Verschlusses befestigt werden sollen, kann die Windel 20 ein Befestigungssystem aufweisen, das allgemein mit der Ziffer 40 bezeichnet wird und dem üblichen Stand der Technik entspricht. Nach Befestigung am Träger bilden Teile des Längsrands 50 Beinöffnungen. Das Befestigungssystem 40 kann ein mechanischer Verschluss einschließlich des Schlaufenelements der vorliegenden Erfindung sein.
Obwohl die Oberschicht 24, die Unterschicht 26 und der Absorptionskern 26 in einer Reihe von gut bekannten Konfigurationen zusammengefügt werden können, werden bevorzugte Bandstreifenwindelkonfigurationen generell in US-Patent Nr. 3,860,003 mit dem Titel „Contractible Side Portions for Disposable Diaper”, erteilt an Kenneth B. Buell am 14. Jan. 1975; US-Patent Nr. 5,151,092 , erteilt an Buell am 9. Sep. 1992; und US-Patent Nr. 5,221,274 , erteilt an Buell am 22. Jun. 1993; und US-Patent Nr. 5,554,145 mit dem Titel „Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature”, erteilt an Roe et al. am 10. Sep. 1996; im U.S.-Pat. Nr. 5,569,234 mit dem Titel „Disposable Pull-On Pant”, das an Buell et al. am 29. Okt. 1996 erteilt wurde; und im U.S.-Pat. Nr. 5,580,411 mit dem Titel „Zero Scrap Method For Manufacturing Side Panels For Absorbent Articles”, das an Nease et al. am 3. Dez. 1996 erteilt wurde, beschrieben. Bevorzugte Hosenwindeln und Verfahren zum Herstellen geeigneter Seitennähte werden offenbart im U.S.-Patent Nr. 5,569,234 , erteilt an Buell, et al. am 29. Oktober 1996, im U.S.-Patent Nr. 5,607,537 , erteilt an Johnson et al. am 4. März 1997, im U.S.-Patent Nr. 5,662,638 , erteilt an Johnson et al. am 2. September 1997, und im U.S.-Patent Nr. 5,685,874 , erteilt an Buell et al. am 11. November 1997. Bevorzugte Nähte werden in der Eurapäischen Patentanmeldung Nr. 96118654.1 mit dem Titel „Thermal Joining of Webs”, eingereicht am 21. November 1996 (Christoph J. Schmitz), offenbart.
Die Unterschicht (26) ist generell der Teil der Windel (20), der angrenzend an die der Kleidung zugewandten Oberfläche (45) des Absorptionskerns (28) angeordnet ist, was verhindert, dass Körperausscheidungen, die darin absorbiert und zurückgehalten sind, Gegenstände beschmutzen, die in Kontakt mit der Windel (20) kommen könnten, wie Bettwäsche und Unterwäsche. In bevorzugten Ausführungsformen ist die untere Lage 26 undurchlässig gegenüber Flüssigkeiten (z. B. Urin) und umfasst eine dünne Kunststofffolie, wie eine Thermoplastfolie, mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil). Zu geeigneten Unterschichtfolien gehören jene, die von Tredegar Industries Inc., Terre Haute, Ind., USA hergestellt und unter den Handelsnamen XI 5306, X 10962 und X 10964 vertrieben werden.
Andere geeignete Unterschichtmaterialien können atmungsaktive Materialien einschließen, die das Entweichen von Dämpfen aus der Windel 20 ermöglichen, während sie noch immer verhindern, dass Ausscheidungen durch die Unterschicht 26 gelangen. Beispielhafte atmungsaktive Materialien können Materialien wie Gewebebahnen, Vliesbahnen, Verbundmaterialien wie folienbeschichtete Vliesbahnen, und mikroporöse Folien, wie die von Mitsui Toatsu Co. in Japan unter der Bezeichnung ESPOIR NO und von EXXON Chemical Co. in Bay City, Tex., unter der Bezeichnung EXXAIRE hergestellten, einschließen. Geeignete atmungsaktive Verbundstoffe, die Polymerblends umfassen, sind von Clopay Corporation, Cincinnati, Ohio, unter der Bezeichnung HYTREL^® Blend P18-3097 erhältlich. Solche atmungsaktiven Verbundstoffe sind in PCT-Anmeldung Nr. WO 95/16746 , veröffentlicht am 22. Jun. 1995 im Namen von E. I. DuPont, und in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Eing.- Nr. 08/744,487, eingereicht am 6. Nov. 1996 im Namen von Curro, ausführlicher beschrieben. Andere atmungsaktive Unterschichten einschließlich Vliesbahnen und mit Öffnungen versehenen, geformten Folien sind im US-Patent Nr. 5,571,096 , erteilt an Dobrin et al. am 5. Nov. 1996, beschrieben.
Die untere Lage 26, oder jeder Teil davon, kann elastisch in eine oder mehrere Richtungen dehnbar sein. In einer Ausführungsform kann die untere Lage 26 eine strukturell elastikartige Folie („SELF”) umfassen. Eine strukturell pseudoelastische Folienbahn ist ein streckbares Material, das ein pseudoelastisches Verhalten in Dehnungsrichtung zeigt, ohne dass elastische Materialien hinzugefügt wurden. SELF-Bahnen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, werden vollständiger im U.S.-Pat. Nr. 5,518,801 mit dem Titel „Web Materials Exhibiting Elastic-Like Behavior” beschrieben, das an Chappell, et al. am 21. Mai 1996 erteilt wurde.
Die untere Lage 26 kann mit der oberen Lage 24, mit dem Absorptionskern 28 oder mit irgendeinem anderen Element der Windel 20 mittels eines beliebigen in der Technik bekannten Befestigungsmittels verbunden sein. Zum Beispiel können Heißschmelzkleber, die um die Teile der Randkanten aufgetragen werden, ausreichend sein, um die Oberschicht und Unterschicht aneinander zu befestigen.
Die Oberschicht 24 ist vorzugsweise an die dem Körper zugewandte Oberfläche 47 des Absorptionskerns 28 angrenzend angeordnet und kann damit und/oder mit der Unterschicht 26 mittels eines beliebigen, in der Technik bekannten Befestigungsmittels verbunden sein. Die Oberschicht 24 ist vorzugsweise nachgiebig, fühlt sich weich an und wirkt auf die Haut des Trägers nicht reizend. Außerdem ist mindestens ein Teil der Oberschicht 24 flüssigkeitsdurchlässig, so dass Flüssigkeiten leicht ihre Dicke durchdringen können. Eine geeignete Oberschicht (24) kann aus einem breiten Bereich von Materialien, wie porösen Schaumstoffen; vernetzten Schaumstoffen; durchlässige Kunststofffolien; oder Gewebe- oder Vliesbahnen aus natürlichen Fasern (z. B. Holz- oder Baumwollfasern), synthetischen Fasern (z. B. Polyester- oder Polypropylenfasern) oder einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern hergestellt werden.
Jeder Teil der oberen Lage 24 kann, wie in der Technik bekannt, mit einer Lotion beschichtet sein. Zu Beispielen geeigneter Lotionen gehören jene, die in den US-Patenten Nr. 5,607,760 mit dem Titel „Disposable Absorbent Article Having A Lotioned Topsheet Containing an Emollient and a Polyol Polyester Immobilizing Agent”, erteilt an Roe am 4. März 1997; US-Patent Nr. 5,609,587 mit dem Titel „Diaper Having A Lotion Topsheet Comprising A Liquid Polyol Polyester Emollient And An Immobilizing Agent”, erteilt an Roe am 11. März 1997; US-Patent Nr. 5,635,191 mit dem Titel „Diaper Having A Lotioned Topsheet Containing A Polysiloxane Emollient”, erteilt an Roe et al. am 3. Jun. 1997; und US-Patent Nr. 5,643,588 mit dem Titel „Diaper Having A Lotioned Topsheet”, erteilt an Roe et al. am 1. Jul. 1997, beschrieben sind.
Der Absorptionskern 28 kann ein beliebiges absorbierendes Material umfassen, das generell komprimierbar und anpassbar ist, auf die Haut des Trägers nicht reizend wirkt und Flüssigkeiten, wie Urin und andere bestimmte Körperausscheidungen, absorbieren und zurückhalten kann. Der Absorptionskern 28 kann in einer großen Vielfalt von Größen und Formen hergestellt werden (z. B. rechtwinklig, sanduhrförmig, „T”-förmig, asymmetrisch usw.) und kann eine große Vielfalt flüssigkeitsabsorbierender Materialien umfassen, die gewöhnlich in Wegwerfwindeln und anderen absorbierenden Artikeln verwendet werden, wie zerriebenen Holzzellstoff, welcher allgemein als Airfelt bezeichnet wird. Beispiele für weitere geeignete Absorptionsmaterialien umfassen Kreppcellulosewattierung, schmelzgeblasene Polymere einschließlich Coform, chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Cellulosefasern, Gewebe einschließlich Gewebehüllen und Gewebelaminaten, absorbierende Schaumstoffe, absorbierende Schwämme, superabsorbierende Polymere, absorbierende Geliermaterialien oder beliebige andere bekannte Absorptionsmaterialien oder Kombinationen von Materialien.
Die Windel 20 kann auch mindestens einen elastischen Taillenbestandteil 34 aufweisen, der die Bereitstellung einer verbesserten Passform und Einbehaltung unterstützt. Das elastische Taillenmerkmal 34 soll sich im Allgemeinen elastisch dehnen und zusammenziehen, um sich dynamisch der Taille des Trägers anzupassen. Das elastische Taillenmerkmal 34 erstreckt sich vorzugsweise mindestens längs nach außen von mindestens einem Taillenrand 62 des Absorptionskerns 28 und bildet im Allgemeinen mindestens einen Abschnitt des Endrands 52 der Windel 20. Einwegwindeln sind oft so gestaltet, dass sie zwei elastische Taillenbestandteile aufweisen, eine im ersten Taillenbereich 36 und eine im zweiten Taillenbereich 38. Ferner kann das elastische Taillenmerkmal 34 als eine Verlängerung anderer Elemente der Windel 20, wie der Unterschicht 26, der Oberschicht 24 oder sowohl der Unterschicht 26 als auch der Oberschicht 24 konstruiert sein, obwohl das elastische Taillenmerkmal 34 oder ein beliebiges seiner Bestandteilselemente ein oder mehrere separate Elemente umfassen kann, die an der Windel 20 angebracht sind. Der elastische Taillenbestandteil 34 kann in einer Reihe von unterschiedlichen Ausführungen konstruiert sein, einschließlich derer, die im US-Patent Nr. 4,515,595 erteilt an Kievit et al. am 7. Mai 1985, im US-Patent Nr. 4,710,189 erteilt an Lash am 1. Dez. 1987, im US-Patent Nr. 5,151,092 erteilt an Buell am 9. Sept. 1992, und im US-Patent Nr. 5,221,274 erteilt an Buell am 22. Juni 1993 beschrieben sind. 22, 1993. Andere geeignete Taillenkonfigurationen können Taillenschutzmerkmale aufweisen, wie jene, die in US-Patent Nr. 5,026,364 , erteilt an Robertson am 25. Jun. 1991, und US-Patent Nr. 4,816,025 , erteilt an Foreman am 28. März 1989, beschrieben sind.
Die Windel 20 kann außerdem Seitenfelder 30 umfassen. Die Seitenfelder 30 können elastisch oder dehnbar sein, um für einen bequemeren und passgenaueren Sitz durch anfängliches körpernahes Anpassen der Windel 20 an den Träger und Bewahren dieses Sitzes während der Zeit des Tragens und deutlich über den Zeitpunkt hinaus, zu dem die Windel 20 mit Körperausscheidungen belastet wird, zu sorgen, da die elastischen Seitenfelder 30 es den Seiten der Windel 20 erlauben, sich auszudehnen und zusammenzuziehen. Die Seitenbahnen 30 können in jeden beliebigen, dem Stand der Technik entsprechenden Konfigurationen konstruiert sein. Beispiele für Windeln mit elastifizierten Seitenfeldern sind in US-Patent Nr. 4,857,067 mit dem Titel „Disposable Diaper Having Shirred Ears”, erteilt an Wood et al. am 15. Aug. 1989; US-Patent Nr. 4,381,781 , erteilt an Sciaraffa et al. am 3. Mai 1983; US-Patent Nr. 4,938,753 , erteilt an Van Gompel et al. am 3. Jul. 1990; dem vorstehend genannten US-Patent Nr. 5,151,092 , erteilt an Buell am 9. Sep. 1992; und im U.S.-Pat. Nr. 5,221,274 , erteilt an Buell am 22. Juni 1993; im U.S.-Pat. Nr. 5,669,897 , erteilt an LaVon, et al. am 23. Sep. 1997 mit dem Titel „Absorbent Articles Providing Sustained Dynamic Fit”; in der U.S.-Patentanmeldung Eing.- Nr. 08/155,048 mit dem Titel „Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels”, eingereicht am 19. Nov. 1993 im Namen von Robles, et al., offenbart.
Die Windel 20 enthält außerdem vorzugsweise Beinbündchen 32, die eine verbesserte Zurückhaltung von Flüssigkeiten und anderen Körperausscheidungen liefern. Beinbündchen können auch als Beinbändchen, Seitenklappen, Sperrbündchen oder elastische Bündchen bezeichnet werden. Das US-Pat. Nr. 3,860,003 beschreibt eine Einwegwindel mit einer zusammenziehbaren Beinöffnung, die eine Seitenklappe und ein oder mehrere elastische Elemente aufweist, um ein elastifiziertes Beinbündchen (Dichtungsbündchen) bereitzustellen. Die US-Pat. Nr. 4,808,178 und 4,909,803 , erteilt an Aziz et al. am 28. Feb. 1989 bzw. am 20. März 1990, beschreiben Einwegwindeln mit „abstehenden” elastifizierten Klappen (Sperrbündchen), die die Rückhaltung in den Beinregionen verbessern. Die U.S.-Pat. Nr. 4,695,278 und 4,795,454 , erteilt an Lawson am 22. Sep. 1987 und an Dragon am 3. Jan. 1989, beschreiben Wegwerfwindeln mit doppelten Bündchen, einschließlich Dichtungsbündchen und Sperrbündchen.
Das Befestigungssystem 40 hält den ersten Taillenbereich 36 und den zweiten Taillenbereich 38 in einer überlappenden Konfiguration, so dass um den Umfang der Taillenöffnung der Windel 20 Spannung verliehen wird, um die Windel 20 am Träger zu halten. Das Befestigungssystem 40 umfasst Haken-und-Schlaufen-Verschlusselemente, einschließlich dem Hakenbefestigungsmaterial und dem Schlaufenelement 100 der vorliegenden Erfindung.
Wie hier verwendet, wird der Ausdruck „Hakenbefestigungsmaterial” verwendet, um ein Material zu bezeichnen, das Eingreifelemente aufweist, die so ausgelegt sind, dass sie in komplementäre Schlaufenelemente, wie in das Schlaufenelement 100, „einhaken”. Das Hakenelement wird manchmal als ein nach außen gerichteter Verschluss bezeichnet. Es versteht sich ferner von selbst, dass die Verwendung des Ausdrucks „Haken” nicht eingeschränkt sein soll, in dem Sinne, dass die Eingreifelemente beliebige, dem Stand der Technik entsprechende Formen umfassen können, solange sie so angepasst sind, dass sie in ein komplementäres mechanisches Verschlusselement, wie ein Schlaufenbefestigungsmaterial oder ein anderes Hakenbefestigungsmaterial, eingreifen. Das Hakenbefestigungsmaterial kann auf mechanischem Wege in Faserelemente vom Schlaufenelement 100 der vorliegenden Erfindung eingreifen, um somit einen sicheren Verschluss zu ergeben. Ein erfindungsgemäßes Hakenbefestigungsmaterial kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden. Geeignete Materialien schließen Nylon, Polyester, Polypropylen oder jede beliebige Kombination dieser Materialien ein, oder andere Materialien, die dem Stand der Technik entsprechen.
Ein geeignetes Hakenbefestigungsmaterial umfasst eine Anzahl von geformten Eingreifelementen, die aus einer Trägerschicht wie dem im Handel erhältlichen Material mit der Bezeichnung der Marke „Scotchmate”, Nr. FJ3402, erhältlich von Minnesota Mining und der Manufacturing Company, St. Paul, Minn., USA, hervorragen. Alternativ können die Eingreifelemente jede beliebige Form aufweisen, wie hakenförmig, „T”-förmig, pilzförmig, oder jede beliebige andere Form, die dem Stand der Technik entspricht. Ein exemplarisches Hakenbefestigungsmaterial wird im U.S.-Pat. Nr. 4,846,815 mit dem Titel „Disposable Diaper Having An Improved Fastening Device”, erteilt an Scripps am Juli beschrieben. 11, 1989. Ein weiteres Hakenbefestigungsmaterial umfasst eine Anordnung von aus thermoplastischem Material geformten Zacken. Heißschmelzkleber-Thermoplaste, insbesondere Polyester- und Polyamid-Heißschmelzkleber, sind zum Bilden der Zacken des Hakenbefestigungsmaterials besonders gut geeignet. Die Zacken werden vorzugsweise unter Verwendung eines modifizierten Tiefdruckverfahrens hergestellt, indem das thermoplastische Material im geschmolzenen Zustand in gesonderten Einheiten auf ein Substrat gedruckt wird, wobei das Material auf eine Weise getrennt wird, die das Dehnen eines Teils des thermoplastischen Materials vor dem Abtrennen ermöglicht und es ferner erlaubt, dass das gedehnte geschmolzene Material „erstarrt” und somit Zacken entstehen. Dieses Hakenbefestigungsmaterial und die Verfahren und die Vorrichtung zum Herstellen eines solchen Hakenbefestigungsmaterials werden ausführlicher in der Europäischen Patentanmeldung 0 381 087 ; The Procter & Gamble Company; veröffentlicht am 8. Aug. 1990, ausgeführt.
Das Schlaufenelement 100 liefert mehrere Faserelemente, die in die Eingreifelemente eines Hakenbefestigungsmaterials eingreifen. Das Schlaufenelement 100 der vorliegenden Erfindung umfasst ein Vliesmaterial. Das Vliesmaterial kann dehnbar, elastisch oder nichtelastisch sein. Beispiele für die zur Verwendung als ein vorliegendes Schlaufenelement 100 geeigneten Vliesmaterialien werden in Bezug auf die Oberschicht 24 der Windel 20 nützlichen Materialien erörtert. In einer Ausführungsform kann das Schlaufenelement 100 durch das Vliesmaterial der Oberschicht 24 oder der Unterschicht 26, oder als Teil davon, gebildet werden. Im Allgemeinen schließen geeignete Vliesmaterialien thermoplastische polymere Fasergewebe wie Spinnvliesstoffe, schmelzgeblasene Vliesstoffe, kardierte Vliesstoffe und wasserstrahlverfestigte Vliesstoffe und Kombinationen solcher Vliesstoffe ein. Das heißt, es wird angenommen, dass die Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht auf eine bestimmte Art eines Vliesstoffs beschränkt sind. Jedoch kann dieser bestimmte verwendete Vliesstoff verwendet werden, um die Vorteile für bestimmte Verwendungszweckanforderungen zu optimieren, einschließlich Leistungsanforderungen (z. B. Schäl- oder Scherkraft) oder Anwendungsanforderungen (z. B. Weichheit, ästhetische Eigenschaften). Zum Beispiel wird angenommen, ohne durch eine Theorie gebunden sein zu wollen, dass ein wasserstrahlverfestigter Vliesstoff hohen Volumens, der keine Verfestigungsbindestellen aufweist, ein äußerst zuverlässiges Schlaufenelement der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch als eine Auftreffzone bei Wegwerfwindeln ergeben kann. Im Durchluftverfahren gebundene luftgelegte Vliesstoffe sowie durchluftgebundene Vliesstoffe aus Bikomponentenfasern können ebenfalls verwendet werden, um äußerst zuverlässige Schlaufenelemente 100 herzustellen.
Vorverbundene, verfestigte, im Handel erhältliche Vliesstoffe weisen eine verbesserte Leistungswirkung auf als ein Schlaufenverschluss eines mechanischen Verschlusssystems, wenn diese durch das Muster der vorliegenden Erfindung gebunden werden. In einer Ausführungsform haben sich vorverbundene kardierte Vliesstoffe mit einem Basisgewicht von 60 Gramm pro Quadratmeter (g/m 2) mit einem „weichen Bindungsmuster” und einem Bereich von etwa 10%–12% gesonderter thermischer Verfestigung entsprechend dem Stand der Technik für den Gebrauch in der vorliegenden Erfindung als vorteilhaft herausgestellt.
Im Allgemeinen kann das Basisgewicht des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Vliesstoffes auf Grundlage des Verwendungszwecks eines mechanischen Verschlusses ausgewählt werden. Es wurde herausgefunden, dass in der vorliegenden Erfindung Vliesstoffe mit einem Basisgewicht im Bereich von 20–100 g/m2, mehr bevorzugt 40–80 g/m2 und mehr bevorzugt 50–60 g/m2 bei Wegwerf-Absorptionsartikeln gut funktionieren. Insbesondere bei Verwendung als Auftreffzone in einer Wegwerfwindel, das heißt, als das Schlaufenelement eines Haken-und-Schlaufen-Verschlusses in einer Wegwerfwindel, hat sich herausgestellt, dass eine verfestigte kardierte Vliesbahn mit einem Basisgewicht von 60 g/m2 gut funktioniert und ein verbessertes Hakeneingreifen und gleichzeitig Weichheit und geringe Kosten liefert.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Schlaufenelements 100 der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, umfasst eine Vliesbahn 105 ein Muster aus sich überkreuzenden Verbindungslinien 110. Das Muster aus sich überkreuzenden Verbindungslinien 110 dient dem Verankern der Bestandteilfasern von Vliesbahn 105, so dass sie mehr Widerstand gegenüber einem Herausreißen aufweisen, wenn sie den Kräften beim Lösen eines passenden Hakenelements ausgesetzt sind. Das Muster aus sich überkreuzenden Verbindungslinien 110 dient außerdem dem Erhöhen von Scherkräften, die zum Lösen eines passenden Hakenelements erforderlich sind, indem sie die seitliche Bewegung (d. h., parallel zur Ebene der Seite von 2) eines eingreifenden Hakens entlang der verhakten Faser bzw. Fasern einschränken.
Während das Muster der vorliegenden Erfindung als sich überkreuzende Verbindungs-„Linien” offenbart ist, wird anerkannt, dass der Ausdruck „Linie” auch eine Reihe von gesonderten Punkten oder kurzen Linien, die einen solch geringen Abstand zueinander aufweisen, dass sie gewissermaßen annähernd eine Linie bilden, beschreiben kann. Daher werden Fachleute erkennen, dass, obgleich ein Verbindungsmuster aus Volllinien erforderlich ist, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung vollständig zu erkennen, die Vorteile der vorliegenden Erfindung auch durch ausreichend nahe aneinander liegende Punkte oder ausreichend lange, jedoch unterbrochene Liniensegmente, die gewissermaßen annähernd einer Linie gleichen, erzielt werden können.
Ferner ist, wie hier verwendet, eine Verbindungslinie vorzugsweise eine lineare Konstruktion mit einer konstanten Breite oder einem konstanten Linien-„Gewicht”. Jedoch gilt als erkannt, dass Linien mit im Wesentlichen gleichen Breiten für die Vorteile der vorliegenden Erfindung ausreichen. Daher werden Fachleute erkennen, dass, obgleich ein Muster aus Linien mit einer konstanten Breite für die vorliegende Erfindung bevorzugt wird, ein Großteil der Vorteile der vorliegenden Erfindung durch Verwendung von Linien mit unterschiedlicher Breite erzielt werden kann.
Des Weiteren wird für die vorliegende Erfindung bevorzugt, dass die konstante Breite der einzelnen Verbindungslinien minimiert wird. Die Mindestbreite für die Verbindungslinien der vorliegenden Erfindung hängt vom Basisgewicht des verwendeten Vliesmaterials und von der Art der verwendeten Verbindungslinie ab. Zum Beispiel wird bei einem kardierten Vlies mit einem Basisgewicht von 60 g/m2, bei dem die Verbindungslinien durch eine gemusterte Walze in einer Walzenvorrichtung für thermische Bindung verliehen werden, eine Mindestlinienbreite von etwa 0,58 mm bevorzugt. Das heißt, die gemusterte Walze mit einem erhöhten Muster an Linien, die den Verbindungslinien entsprechen, wird so hergestellt, dass das erhöhte Muster entsprechend dem Stand der Technik bei heißgeprägten Mustern auf Vliesbahnen eine Auftreffbreite von etwa 0,58 mm aufweist. Es wird angenommen, dass eine Auftreffbreite von als 0,58 mm zu Verarbeitungsproblemen führt, wie einem Schnitt durch die Vliesbahn. Es wird angenommen, dass bei klebverbundenen Verbindungslinien die Mindestlinienbreite nur durch die Verarbeitungsfähigkeit der Klebstoffauftragungsmittel und der Leistungsanforderungen des fertigen Vlieses eingeschränkt wird. Demgemäß kann die Linienbreite der Verbindungslinien der vorliegenden Erfindung zwischen etwa 0,20–1,0 mm, vorzugsweise etwa 0,40–0,80 mm und mehr bevorzugt zwischen etwa 0,50–0,60 mm betragen.
Gerade, sich überkreuzende Verbindungslinien sind nach dem Stand der Technik dafür bekannt, eine vorgegebene Menge an Bindungsbereich bereitzustellen, um die Verschlussleistung einer Vliesbahn zum Gebrauch als ein Schlaufenbefestigungsmaterial zu erhöhen. Zum Beispiel wird im oben erwähnten US-Pat. Nr. 5,595,567 ein verhältnismäßig komplexes Muster gerader Verbindungslinien, die Schnittpunkte bilden, offenbart. Wie erwähnt, besteht eine Möglichkeit zum Steigern der Vliesbahnintaktheit (d. h., des Widerstands ihrer Bestandteilfasern gegenüber einem Losreißen) und daher zum Steigern der Zuverlässigkeit eines Schlaufenverschlusselements darin, lediglich die Anzahl an geraden Verbindungslinien in einem sich überkreuzenden Muster zu erhöhen. Jedoch steigert dies den Bindungsbereich entsprechend und verringert folglich die Menge an Fasern, die für das Eingreifen durch Hakenelemente verfügbar ist. Daher wendet sich die vorliegende Erfindung an den technischen Widerspruch, wie die Anzahl an gebundenen Fasern erhöht werden kann, ohne proportional den Bindungsbereich zu erhöhen.
Das Muster aus sich überkreuzenden Verbindungslinien 110 der vorliegenden Erfindung umfasst nichtlineare Verbindungslinien. Im Bezug auf 2 sind in einer Ausführungsform mehrere erste sich nicht überschneidende kontinuierliche Verbindungslinien 120 und mehrere zweite sich nicht überschneidende Verbindungslinien 130 kombiniert, um ein Muster von sich überschneidenden Verbindungslinien zu bilden, die verbundlose Bereiche festlegen, die hierin als Musterelemente 140 beschrieben sind, von denen zwei in 2 gekennzeichnet sind. Jedes der Musterelemente 140 wird mindestens teilweise durch nichtlineare Segmente 150 der Verbindungslinien 120, 130 gebunden. Ein Segment 150 ist in 2 dargestellt. 3 (außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung) zeigt ein stark vergrößertes Musterelement 140, das von vier nichtlinearen Segmenten 150 gebunden wird.
Verschiedene Modifikationen können am Muster 110 erfolgen. Zum Beispiel kann, wie in 4 dargestellt, die außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt, mehrere erste sich nicht überschneidende kontinuierliche Verbindungslinien 120 linear sein, und mehrere zweite sich nicht überschneidende Verbindungslinien 130 kann nichtlinear sein. Werden diese miteinander kombiniert, um das Muster 110 zu bilden, ist jedes der Musterelemente 140 zumindest teilweise durch nicht lineare Segmente 150 der Verbindungslinien 130 verbunden. In dieser Ausführungsform verbinden zwei lineare Segmente und zwei nicht lineare Segmente jedes Musterelement 140.
Die in 5 dargestellte Ausführungsform, die außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt, zeigt, dass jede Bindungslinie der mehreren ersten sich nicht überschneidenden kontinuierlichen Verbindungslinien 120 in einem konstanten gleichen Abstand von benachbarten Verbindungslinien angeordnet sein kann. In 5 ist jede Verbindungslinie der mehreren zweiten, sich nicht überkreuzenden Verbindungslinien 130 ebenfalls in einem stets gleichen Abstand von angrenzenden Verbindungslinien angeordnet. Das heißt, wie in 5 dargestellt kann jede Verbindungslinie der mehreren ersten oder mehreren zweiten Verbindungslinien (120, 130) gewellt und „phasengleich” mit angrenzenden Verbindungslinien der jeweils mehreren ersten oder mehreren zweiten Verbindungslinien sein. Auf diese Weise sind Verbindungslinien innerhalb der mehreren ersten oder mehreren zweiten Verbindungslinien nichtlinear, sich nicht überkreuzend und in einem stets gleichen Abstand von angrenzenden Verbindungslinien innerhalb dieser mehreren ersten oder mehreren zweiten Verbindungslinien angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere erste, sich nicht überkreuzende Verbindungslinien 120 und mehrere zweite, sich nicht überkreuzende Verbindungslinien 130 miteinander kombiniert, um ein Muster aus sich überkreuzenden Verbindungslinien zu bilden, das mosaikartige Musterelemente 140 gleicher Größe und Form ausmacht. Ein solches Muster ist in 6 dargestellt. Das Muster von 6 wird durch die mehreren ersten und mehreren zweiten, sich nicht überkreuzenden Verbindungslinien (120, 130) gebildet, die jeweils ein Wellenmuster mit einer konstanten Frequenz und Amplitude darstellen. Bei jeden der mehreren, sich nicht überkreuzenden Verbindungslinien (120, 130) können angrenzende Verbindungslinien als von gleicher Frequenz und Amplitude, jedoch um 180 Grad phasenverschoben, beschrieben werden. Durch Wahl eines gleichen Abstands der Verbindungslinien innerhalb jeder der mehreren Verbindungslinien und durch Wahl der geeigneten Schnittpunkte kann das Muster so hergestellt werden, dass es mosaikartige Musterelemente 140 umfasst, die als „knochenförmig” beschrieben werden können.
Wie in 6 dargestellt, können die mosaikartigen Formen der Musterelemente 140 gleicher Form und Größe sein. Jedoch können in anderen Ausführungsformen die Musterelemente 140 nicht mosaikartig und von ungleicher Form und Größe sein. Zum Beispiel kann durch das Einführen mehrere dritter, sich nicht überkreuzender Verbindungslinien ein Muster dreiseitiger Musterelemente 140 ungleicher Form und Größe erzielt werden.
Es wird angenommen, dass bei einem Muster, das zumindest mehrere erste und mehrere zweite durchgehende, sich nicht überkreuzende Verbindungslinien (120, 130) umfasst, die entstehenden Musterelemente 140 stets solcher Art sein werden, dass sie als Elemente beschrieben werden können, die durch mindestens zwei Seiten, die sich an mindestens zwei Schnittpunkten überkreuzen, verbunden sind. Zum Beispiel weist das in 4 dargestellte Musterelement, das außerhalb des Umfangs der Erfindung liegt, vier Seiten auf, die aus Liniensegmenten 150 bestehen. Die „Ecken” des Musterelements von 4, außerhalb des Umfangs der Erfindung, sind die Schnittpunkte eines größeren Musters, an dem das Element von 4 beteiligt ist. Daher würde, wenn drei Pluralitäten durchgehender, sich nicht überkreuzender Verbindungslinien verwendet werden, das Muster dreiseitige Musterelemente 140 umfassen.
Es wurde herausgefunden, dass vorverbundene, kardierte Vliesstoffe, die mit dem Verbindungsmuster von 6, das eine Linienbreite von 0,58 mm und etwa 3,2 Musterelemente 140 pro Quadratzentimeter aufweist, versehen werden, bei Verwendung als ein Schlaufenverschluss mit Haken, die für solche Verschlüsse bekannt sind, zum Beispiel bei Verwendung als Auftreffzone bei Wegwerfwindeln, eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit liefern. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die erhöhte Zuverlässigkeit erzielt wird, da durch das Einführen von Verbindungslinien 120, 130 mit nichtlinearen Segmenten 150 jedes Musterelement 140 mehr verankerte Fasern aufweist, ohne einen proportionalen Anstieg des Prozentsatzes an Bindungsgesamtbereich zu verzeichnen. Verankerte Fasern sind Fasern, bei denen Teile mit dem Vlies, oder mit einer Verstärkung verbunden und daher daran befestigt sind, zum Beispiel, um strukturelle Intaktheit zu verleihen, und die dennoch verbundlose Abschnitte aufweisen, welche für ein Hakeneingreifen verfügbar sind. In einem Muster der vorliegenden Erfindung sind aufgrund der erhöhten Länge des nicht linearen Segments pro Einheitsbasis mehr Fasern verglichen mit einem geradlinigen Verbindungsmuster verankert und dies führt daher dazu, dass mehr Fasern für ein zuverlässiges Hakeneingreifen verfügbar sind.
Je mehr Fasern erfasst oder verankert werden, bei denen jedoch noch Abschnitte für ein Hakeneingreifen freiliegen, desto zuverlässiger ist das Vlies als ein nach innen gerichtetes Verschlusselement in einem mechanischen Verschluss. Aus diesem Grund wird das Konzept des „Umrisses” eingeführt. Der „Umriss” eines Verbindungsmusters wird als die Gesamtlänge der Grenzfläche von verbundlosen Fasern/gebundenen Fasern für einen bestimmten Bereich eines Musters definiert. Zum Beispiel ist bei einem quadratischen Musterelement der Umriss, der dem Bereich eines Elements zugeordnet ist, die Länge des Umfangs des verbundlosen Elements an der Grenzfläche von verbundlosen Fasern zu gebundenen Fasern, das heißt, am „Rand” der Verbindungslinie. Beispielsweise wird das in 4 dargestellte Musterelement 140, das außerhalb des Umfangs der Erfindung liegt, durch Liniensegmente 150 verbunden, wobei jedes von diesen eine Breite 153 aufweist, die einen inneren Linienrand 151 und einen äußeren Rand 152 ausmachen und die einen Bereich an gebundenen Fasern darstellen, der für ein Hakeneingreifen nicht mehr zur Verfügung steht. Bei dem in 4 dargestellten einzelnen Musterelement 140, das außerhalb des Umfangs der Erfindung liegt, bildet die Gesamtlänge der inneren Linienränder 151 eines jeden Segments 150 die Grenzfläche von verbundlosen Fasern/gebundenen Fasern für den Bereich des Musterelements, der definitionsgemäß den Umriss von Musterelement 140 ausmacht. In einem Muster aus mehreren Musterelementen 140 weist jedes Musterelement 140 einen Umriss auf und der Gesamtumriss kann in Angaben von Länge/Bereich ausgedrückt werden, wie zum Beispiel in mm/cm². Da der Umriss ein Maß der Grenzfläche zwischen verbundlosen Bereichen der Musterelemente 140 und gebundenen Bereichen 150 darstellt, ist er ein Indikator für die Menge an Fasern, die verankert sind und dennoch für ein Eingreifen durch ein Hakenelement zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund wurde der Umriss als ein nützliches Maß für die erfindungsgemäßen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung ausgewählt.
Bei Schlaufenverschlüssen nach dem Stand der Technik wurde die höhere Vliesintegrität durch das Hinzufügen von Verbindungslinien erzielt, während versucht wurde, den Bedarf an Gewebeintaktheit mit dem Bedarf nach einer bestimmten Mindestanzahl an Fasern, die für ein Hakeneingreifen zur Verfügung stehen, abzugleichen. Jedoch führt der Anstieg an linearen Verbindungslinien lediglich zu einem direkt proportionalen Anstieg des Umrisses. Das heißt, bei Verbindungsmuster nach dem Stand der Technik wurde ein Anstieg des Bindungsbereichs durch einen direkt proportionalen Zuwachs in der Anzahl an verankerten Fasern erzielt. Da jedoch der gesamte Bindungsbereich anstieg, führte solch ein Anstieg an linearen Verbindungslinien lediglich zu einem direkt proportionalen Verlust an Gesamtfasern, die für ein Eingreifen zur Verfügung stehen. Dieser technische Widerspruch wird durch das Muster der vorliegenden Erfindung gelöst. Genauer kann durch das Muster der vorliegenden Erfindung die Anzahl an verankerten Fasern erhöht werden, indem der Umriss erhöht wird, während der Bindungsgesamtbereich, der die Anzahl der für ein Eingreifen durch Hakenelemente zur Verfügung stehenden Fasern reduziert, nicht direkt proportional erhöht wird.

Diese Beziehung von Umriss zu Bindungsgesamtbereich kann anhand eines bestimmten Musters veranschaulicht werden, zum Beispiel durch das mosaikartige Muster 110 in 6, indem die Menge an Nichtlinearität erhöht wird, zum Beispiel, indem die Amplitude der Wellenformen der Verbindungslinien schrittweise erhöht wird. Daten, die die Änderung von Bindungsbereich und Umriss bei erhöhter Amplitude darstellen, werden in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt. In 6 umfasst das mosaikartige Muster 3,2 Musterelemente 140 pro Quadratzentimeter, wobei jeder verbundlose Bereich von jedem angrenzenden verbundlosen Bereich durch eine Verbindungslinie 150, die eine Breite von 0,58 mm aufweist, getrennt ist. Zu Vergleichszwecken werden daher die Daten von Tabelle 1 auf Grundlage von Mustern 110 erzeugt, die auf 3,2 verbundlose Bereiche pro Quadratzentimeter und eine Verbindungslinienbreite von 0,58 mm vereinheitlicht sind. Es wurde herausgefunden, dass diese Abmessungen ein nach innen gerichtetes Verschlusselement ergeben, das für eine Anwendung bei einer Wegwerfwindel geeignet ist, jedoch wird dies nicht als einschränkend betrachtet. Tabelle 1: Auswirkung der Amplitudenänderung auf Umriss und Bindungsbereich

Probe Nr.	Amplitude (mm)	Umriss (mm/cm²)	Bindungsbereich (%)	Probe Nr.	Amplitude (mm)	Umriss (mm/cm²)	Bindungsbereich (%)
1 (Kontrolle)	0	64,43	19,8	13	1,313	75,40	23,0
2	0,625	67,18	20,6	14	1,375	76,44	23,3
3	0,688	67,70	20,7	15	1,438	77,48	23,6
4	0,750	68,28	20,9	16	1,500	78,51	23,9
5	0,813	68,87	21,1	17	1,563	79,61	24,2
6	0,875	69,58	21,3	18	1,625	80,71	24,5
7	0,938	70,29	21,5	19	1,688	81,94	24,9
8	1,000	71,00	21,7	20	1,750	83,17	25,2
9	1,063	71,84	21,9	21	1,813	84,34	25,6
10	1,125	72,69	22,2	22	1,875	85,63	26,0
11	1,188	73,53	22,5	23	1,938	86,86	26,3
12	1,250	74,43	22,7	24	2,000	88,22	26,7

Wie in Tabelle 1 dargestellt wird, ergibt ein Muster nach dem Stand der Technik (Probe 1, bezeichnet als „Kontrolle”), das aus geraden Linien besteht (Amplitude = 0 mm), die jeweils eine Breite von 0,58 mm aufweisen und in einem Maß voneinander beabstandet sind, wodurch 3,2 Musterelemente gleicher Form und Größe pro Quadratzentimeter gebildet werden, einen Bindungsgesamtbereich von 19,8%. Das heißt, in einem Quadratzentimeter umfassen 19,8% des Bereichs Fasern, die gebunden sind und daher für ein Eingreifen durch ein Hakenelement nicht verfügbar sind. Des Weiteren beträgt der Umriss 64,43 mm/cm². Daher liegen bei diesem Muster 64,43 mm an Grenzfläche von verbundlosen Fasern/gebundenen Fasern pro Quadratzentimeter vor, was für die Anzahl an Fasern, die durch das Verbinden verankert sind, jedoch anderweitig noch für ein Hakeneingreifen zur Verfügung stehen, repräsentativ ist.
Die Probe 2 von Tabelle 1 wird hergestellt, indem jede Verbindungslinie gewellt wird, wobei jeder Wellenkamm eine gleich bleibende maximale Amplitude von 0,625 mm aufweist. Die Amplitude wird wie in 7 dargestellt ermittelt und ist das Maß der maximalen Abweichung von der Mittellage, welche am Wellenkamm einer Verbindungslinie vorliegt. Zum Beispiel sind zwei repräsentative Musterelemente in 7 übereinander gelegt dargestellt. Das erste ist das Muster, das der Probe 2 entspricht, und hat eine Amplitude, die mit A2 gekennzeichnet ist; das zweite entspricht Probe 24 und hat eine Amplitude, die als A24 gekennzeichnet ist. In Probe 2 beträgt der Bindungsgesamtbereich 20,6% und der Umriss 67,18 mm/cm². Wie in Tabelle 1 dargestellt ist, wird die Amplitude in jedem Muster für jede nachfolgende Probe schrittweise erhöht, bis hin zu Probe 24, die eine Amplitude von 2 mm aufweist. Bei Probe 24 beträgt der Bindungsgesamtbereich 26,7% und der Umriss 88,22 mm/cm².
8 zeigt eine graphische Darstellung der Daten von Tabelle 1, worin der Bindungsgesamtbereich (%) als eine Volllinie dargestellt wird und der Umriss (mm/cm²) als eine unterbrochene Linie. Entlang der waagerechten Achse verläuft die Amplitude für jede Probe 1 bis 24 und die senkrechte Achse ist gleichmäßig in 10 Abständen von 0 bis 100 markiert. Wie in der graphischen Darstellung von 8 ersichtlich ist, steigt, wenn die Nichtlinearität der Verbindungslinien erhöht wird, der Umriss schneller an als der Prozentsatz des Bindungsgesamtbereichs. Daher besteht bei einem bestimmten Anstieg an Bindungsgesamtbereich pro Einheitsbereich ein entsprechend größerer Anstieg in der Anzahl an verankerten Fasern, die für ein zuverlässigeres Hakeneingreifen verfügbar sind. Dies kann als ein Anstieg im Verhältnis von Umriss zu Bindungsgesamtbereich bei erhöhter Nichtlinearität der Verbindungslinien der Bestandteile ausgedrückt werden. Wenn die Nichtlinearität des Musters ansteigt, steigt das Verhältnis von Umriss zu Bindungsgesamtbereich an.
Da mehr verankerte Fasern für ein Hakeneingreifen verfügbar sind, ergeben die Muster der vorliegenden Erfindung ein Vliesstoff-Schlaufenbefestigungsmaterial, das eine größere Zuverlässigkeit als das nach innen gerichtete Element eines mechanischen Verschlusses bietet. Diese größere Zuverlässigkeit zeigt sich zum Beispiel durch einen größeren Widerstand gegenüber Scherkräften ohne negative Beeinträchtigung der Schälkraft. Bei zum Beispiel einer Wegwerfwindel ist ein Widerstand gegenüber Scherkräften äußerst vorteilhaft für das Beibehalten eines einwandfreien Sitzes am Träger. Durch das Steigern des Umrisses der Musterelemente 140 der vorliegenden Erfindung werden mehr Fasern verankert, was heißt, dass jeder beliebige Haken weniger wahrscheinlich durch eine Gleitbewegung gelöst wird, wenn der Verschluss Scherkräften ausgesetzt ist (z. B. durch Herabrutschen am Ende eines verbundlosen Faserendes).
Das Verbindungsmuster 110 kann durch Verfahren, die dem Stand der Technik zum Verleihen von Verbindungsmustern auf Vliesmaterialien entsprechen, hergestellt werden, einschließlich durch Hitze (thermische Bindung), Ultraschallverbindung oder Klebverbindung. Zum Beispiel durch gemusterte Quetschwalzenanordnungen, die Wärme und/oder Druck verwenden, um ein thermisches Bindungsmuster zu verleihen. Des Weiteren kann ein Gravurverfahren unter Verwendung einer gemusterten Walze mit erhöhten Musterelementen, die einem wie in 6 dargestellten Muster entsprechen, mit Wärme und/oder Druck verwendet werden, um ein Klebstoffverbindungsmuster 110 zu verleihen. Wenn die Vliesbahn elastisch ist, kann die Bahn vor dem Verbinden gedehnt werden und sich anschließend wieder entspannen, um somit elastische Fasern und Schlaufen höheren Volumens herzustellen, die die Wahrscheinlichkeit eines sachgerechten Hakeneingreifens erhöhen.
Das Verbindungsmuster 110 kann einem Vlies direkt als eine gesonderte Bahn verliehen werden, um es zu verfestigen, oder um einer, beispielsweise durch Vorverbinden gesonderter thermischer Verbindungen bereits verfestigten, Bahn ein zusätzliches Muster zu verleihen. Das Verbindungsmuster 110 kann außerdem in einem Verfahren verliehen werden, in dem eine Vliesbahn mit einem Verstärkungsmaterial, wie einer thermoplastischen Folie, verbunden wird. Des Weiteren kann das Verstärkungsmaterial elastisch sein oder elastische Elemente umfassen, und vor dem Verbinden eines Vliesmaterials daran kann es gedehnt werden. Der Schlaufenverschluss 100 kann hergestellt werden, indem ein Vlies mit einer elastomeren Verstärkungsfolie verbunden wird, um einen gebundenen Dehnungsschichtstoff entsprechend dem Stand der Technik herzustellen. Sobald sich dieser wieder entspannen kann, werden die losen ungebundenen Fasern elastisch, wodurch ein erhöhtes Volumen und ein besseres Hakeneingreifen verliehen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Verbindungslinien 110 hergestellt, indem eine Vliesbahn, und wahlweise eine Vliesbahn und eine Verstärkungsfolie, durch den Walzenspalt eines Paars komplementärer Klebewalzen unter verhältnismäßig leichter Bahngegenspannung kalandriert wird bzw. werden. Eine oder beide Walzen können erhitzt werden, um eine thermische Bindung zu erzielen. Eine Walze kann ein erhöhtes Muster aufweisen, das dem Vliesstoff Schlaufenverschluss 100 das Verbindungsmuster 110 verleiht, und die andere Walze kann eine glatte Ambosswalze sein. Die Temperatur, der Druck, die Bandgeschwindigkeit und die Bahnspannung können jeweils durch Verfahren, die dem Stand der Technik für thermische Bindungen bei Geweben entsprechen, angepasst werden, um eine angemessene Bindung des Musters 110 der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Zusätzlich zur angemessenen Bindung können die Verarbeitungsparameter angeglichen werden, um erwünschte Ergebnisse in der fertigen Vliesbahn zu erzielen. Zum Beispiel wurde herausgefunden, dass durch das Anpassen der Bahnspannung die fertige Stärke der Vliesbahn geändert werden kann. Es wurde zum Beispiel festgestellt, dass durch das Minimieren der Gegenspannung der Bahn, die durch den Walzenspalt der Kalandrierwalzen läuft, die Stärke der kalandrierten Bahn bzw. Bahnen beibehalten werden kann, was zu einer vorteilhaften dreidimensionalen Wirkung bei der fertigen Vliesbahn führt. Diese Dreidimensionalität verleiht der Vliesbahn eine vorteilhafte Struktur und Volumen, die beide zu einer verbesserten Leistung des Schlaufenverschlusses führen.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene weitere Kombinationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher sollen in den beiliegenden Ansprüchen alle solchen Kombinationen und Modifikationen, die im Schutzumfang der Erfindung liegen, abgedeckt sein.

Claims

Schlaufenelement (100) für einen mechanischen Verschluss, umfassend eine Vliesbahn (105), wobei die Vliesbahn (105) ein Muster aus sich überkreuzenden Verbindungslinien (110) aufweist, wobei mindestens ein Teil des Musters mehrere erste, sich nicht überkreuzende durchgehende Verbindungslinien (120) und mehrere zweite, sich nicht überkreuzende durchgehende Verbindungslinien (130) umfasst, wobei jede der mehreren ersten, sich nicht überkreuzenden durchgehenden Verbindungslinien jede der mehreren zweiten, sich nicht überkreuzenden durchgehenden Verbindungslinien überkreuzt, wobei das Muster der sich überkreuzenden Verbindungslinien (110) verbundlose Musterelemente (140) definiert, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Musterelemente (140) zumindest teilweise durch ein nicht lineares Segment (150) einer der Verbindungslinien (120, 130) begrenzt ist, und wobei jede Verbindungslinie in den mehreren ersten, sich nicht überkreuzenden durchgehenden Verbindungslinien (120) ein Wellenmuster definiert und angrenzende Verbindungslinien um 180 Grad phasenverschoben sind und wobei jede Verbindungslinie in den mehreren zweiten, sich nicht überkreuzenden durchgehenden Verbindungslinien (130) ein Wellenmuster definiert und angrenzende Verbindungslinien um 180 Grad phasenverschoben sind.
Schlaufenelement (100) nach Anspruch 1, wobei die Vliesbahn (105) ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: schmelzgesponnenen Bahnen, schmelzgeblasenen Bahnen, kardierten Bahnen und wasserstrahlverfestigten Bahnen.
Schlaufenelement (100) nach Anspruch 1, wobei die Vliesbahn (105) mit einem Verstärkungselement verbunden ist.
Schlaufenelement (100) nach Anspruch 3, wobei das Verstärkungselement elastomer ist und die Vliesbahn (105) elastisch ist.