DE60301802T2

DE60301802T2 - Deckschicht für absorbierenden Artikel

Info

Publication number: DE60301802T2
Application number: DE60301802T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Ichikai-machi Toyoshima; Noriko Ichikai-machi Sakamoto; Hiroko Ichikai-machi Sugiura; Takanobu Ichikai-machi Miyamoto; Wataru Ichikai-machi Saka; Shoichi Ichikai-machi Taneichi
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2023-02-11
Also published as: DE60301802D1; EP1338262A1; EP1338262B1; TWI230600B; TW200304797A; US6888046B2; CN1441103A; CN100537875C; US20030167044A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberschicht, die dazu geeignet ist, in absorbierenden Artikeln, z.B. in Damenbinden, Slipeinlagen, Inkontinenzauflagen und Wegwerfwindeln, an der Seite verwendet zu werden, die mit dem Körper eines Trägers in Kontakt gebracht wird.
Eine in absorbierenden Artikeln, z.B. in Damenbinden und Wegwerfwindeln, verwendete Oberschicht muss nicht nur Absorptionseigenschaften zum gleichmäßigen Durchlassen von flüssigen Körperausscheidungen, wie beispielsweise Menstruationsblut oder Urin, an ein darunterliegendes Absorptionselements, sondern auch geeignete Oberflächeneigenschaften aufweisen, gemäß denen weder eine unbehagliches Gefühl durch Einnässung noch Hautprobleme, z.B. Jucken und Ausschläge, verursacht werden.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, sind verschiedenartige Oberschichten mit einer unebenen Oberfläche an der Seite des Trägers für eine Anwendung in absorbierenden Artikeln vorgeschlagen worden.
In der JP-A-9-111631 ist ein faltiger Vliesstoff mit einer großen Anzahl von auf seiner Oberfläche angeordneten streifenförmigen Falten (Stegen) dargestellt, der als Oberschicht eines absorbierenden Artikels, z.B. einer Wegwerfwindel oder einer Damenbinde, verwendet wird. Der faltige Vliesstoff wird hergestellt durch Anordnen einer nicht wärmeschrumpfbaren Faserlage auf einer Lage, die wärmeschrumpfbare Fasern und verschmelzbare Fasern enthält, deren Schmelzpunkt niedriger ist als die Schrumpfungsstarttem peratur der wärmeschrumpfbaren Fasern, Verbinden der beiden Lagen durch Erzeugen von Wärme in einem Streifenmuster und Schrumpfen der Faserlage, die die wärmeschrumpfbaren Fasern enthält, um die andere Faserlage zu verformen. Weil die geschrumpfte Faserlage eine erhöhte Dicke aufweist, ist die gesamte Schichtstruktur nicht ausreichend weich. Außerdem ist die Struktur nicht derart, dass auf die Oberfläche ausgegebene Flüssigkeit schnell in das darunterliegende Absorptionselement eindringt. Infolgedessen verbleibt die Flüssigkeit tendenziell auf der Oberfläche und verursacht Einnässung oder Hautprobleme. Wenn diese Schichtstruktur als Oberschicht einer Damenbinde verwendet wird, ist die Farbe von Restblut sichtbar, so daß ein Benutzer sich unsauber fühlt.
In der JP-A-7-232409 wird ein Vliesstoff-Verbundmaterial beschrieben, das aus einer texturierten Kunstharzschicht mit einem Kornmuster und einem dehnbaren oder elastischen Vliesstoff besteht. Aufgrund des Kornmusters ist das Verbundmaterial weich und matt. Das Verbundmaterial bauscht sich jedoch leicht auf, und die Harzschichtseite bildet leicht große Falten, wenn sie gebogen wird. Daher. paßt sich ein absorbierender Artikel, der das Verbundmaterial als Oberschicht aufweist, dem Körper eines Benutzers schlecht an, so daß Flüssigkeit entlang den Falten fließen und herauslaufen kann. Insbesondere wenn das Verbundmaterial als Oberschicht einer Damenbinde verwendet wird, die normalerweise dreifach gefaltet verpackt ist, treten leicht Falten auf, was dazu beiträgt, dass Flüssigkeit entweichen kann.
In der JP-A-9-3755 wird ein Vliesstoff mit einer texturierten Oberfläche beschrieben, die als Gegenstück eines mechanischen Befestigungselements in Wegwerfwindeln oder in ähnlichen Artikeln geeignet ist, wobei der Vliesstoff hergestellt wird durch Überlagern einer Lage, die wärme schrumpfbare Fasern enthält, und einer Lage, die nicht-wärmeschrumpfbare Fasern enthält, und Heißprägen der beiden Lagen, um die beiden Lagen in Abschnitten miteinander zu verbinden, wobei gleichzeitig veranlaßt wird, dass die die wärmeschrumpfbaren Fasern enthaltende Lage schrumpft.
In Vliesstoffen, die hergestellt werden durch Verbinden einer Lage, die wärmeschrumpfbare Fasern enthält, und einer Lage, die nicht-wärmeschrumfende Fasern enthält, und Schrumpfen der die wärmeschrumpfbaren Fasern enthaltenden Lage, die beispielsweise in der JP-A-9-111631 und in der JP-A-9-3755 dargestellt sind und vorstehend beschrieben wurden, wird ein Faser- oder Vliesstoff als die Lage verwendet, die die wärmeschrumpfbaren Fasern enthält. Ein Fasertoff muß vorsichtigt gehandhabt werden, weil er aufgrund der geringen Festigkeit leicht reißt und auch leicht fusselt oder zerfasert. Ein Vliesstoff sollte dagegen ohne Anwendung von Wärme hergestellt werden. Vliesstoffe, die ohne Anwendung von Wärme hergestellt werden, sind beispielsweise vernadelte Vliesstoffe, Spunlace-Vliesstoffe und harzgebundene Vliesstoffe. Derartige Vliesstoffprodukte sind aufgrund niedriger Produktionsgeschwindigkeiten hinsichtlich der Tatsache, dass ihre Anwendung auf relativ teure Kataplasmen beschränkt war, ziemlich teuer. Außerdem ist es schwierig, durch diese Vliesstofffertigungstechniken Vliesstoffprodukte mit einem geringen spezifischen Gewicht herzustellen.
In der JP-A-1-201569 wird ein voluminöser verstärkter Vliesstoff vorgeschlagen, der aus einem Faserstoff und am Faserstoff befestigten Monofilamenten besteht, wobei die Monofilamente geschrumpft wurden, um den Faserstoff faltig zu machen. Die Monofilamente bilden keine Faserlage mit hochdichten Abschnitten, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
In der JP-A-2-221450 ist ein Verfahren zum Herstellen eines hochgradig dehnbaren oder elastischen Vliesstoffs beschrieben, wobei das Verfahren eine Wärmebehandlung eines Faserstoffs aus selbstkräuselnden konjugierten Fasern aufweist. Gemäß diesem Verfahren wird die Wärmebehandlung gleichzeitig mit einem Prägungsprozeß ausgeführt, so dass der erhaltene Vliesstoff ein geschrumpftes Produkt ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Oberschicht für absorbierende Artikel bereitzustellen, die dazu geeignet ist, ausgegebene Körperflüssigkeit, wie beispielsweise Blut oder Urin, schnell zu einem Absorptionselement durchzulassen, wobei die Oberschicht weich ist und sich kaum aufbauscht oder Falten bildet.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum effizienten Herstellen der Oberschicht unter Verwendung eines wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs bereitzustellen, der eine ausreichende Festigkeit aufweist, so dass er nicht während der Verwendung reißt, kostengünstig herstellbar ist und ein beliebiges spezifisches Gewicht (im Bereich von einem kleinen zu einem großen spezifischen Gewicht) aufweist.
Diese Aufgaben werden durch eine Oberschicht für einen absorbierenden Artikel und ein Verfahren zum Herstellen einer Oberschicht gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Patentansprüche definiert.
Durch die vorliegende Erfindung wird ferner eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Oberschicht für absorbierende Artikel bereitgestellt, wobei ein Faseraggregat, das wärmeschrumpfbare Fasern enthält, ein Faserstoff ist, und wobei ein Schritt zum Ausbilden eines eine zweite Faserlage bildenden Materials mit verdichteten Abschnitten (d.h. eines wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs, der wärmeschrumpfbare Fasern im wärmeschrumpfbaren Zustand enthält, und in dem ein Teil seiner Fasern durch Prägen teilweise verschmolzen ist) durch teilweises Verschmelzen der Fasern des Faserstoffs bei oder oberhalb der Wärmeschrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern durch eine Heißprägemaschine ausgeführt wird, während eine Zugspannung auf den Faserstoff ausgeübt wird, wobei die auf den Faserstoff ausgeübte Zugspannung aufrechterhalten wird, nachdem der Faserstoff die Prägemaschine durchlaufen hat, bis die Temperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern des Faserstoffs auf einen Wert unterhalb der Wärmeschrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern abgenommen hat.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Oberschicht;
2 eine stark vergrößerte Querschnittansicht der Oberschicht von 1 entlang der Linie X-X;
3(a), 3(b) und 3(c) Beispiele eines Musters von Verbindungsstellen;
4(a) ein Beispiel eines Musters verdichteter Abschnitte;
4(b) ein anderes Beispiel eines Musters von Verbindungsstellen;
5(a) eine schematische Ansicht von 2 zum Darstellen von zum Messen einer scheinbaren Dicke und einer Vorsprunghöhe verwendeten Abmessungen;
5(b) eine schematische Ansicht zum Darstellen von zum Messen der prozentualen Flächenschrumpfung verwendeten Abmessungen;
6(a), 6(b), 6(c) und 6(d) Ablaufdiagramme zum Darstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Oberschicht;
7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs, der zum Herstellen der erfindungsgemäßen Oberschicht vorzugsweise verwendet wird;
8 eine schematische Darstellung zum Definieren eines Kontaktwinkels;
9 ein Prägemuster einer Gravurwalze;
10 eine perspektivische Ansicht einer unter Verwendung der erfindungsgemäßen Oberschicht hergestellten Damenbinde; und
11(a) und 11(b) jeweils Draufsichten einer anderen Damenbinde, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Oberschicht hergestellt wurde.
1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Oberschicht. 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht der in 1 dargestellten Oberschicht entlang der Linie X-X. Die in 1 dargestellte Oberschicht 10 besteht aus einer an der Seite eines Trägers angeordneten ersten Faserlage 1 und einer an der Seite eines Absorptionselements eines absorbierenden Artikels angeordneten zweiten Faserlage 2. Die erste Faserlage 1 und die zweite Faserlage 2 bestehen jeweils aus einem Faseraggregat und sind an Verbindungsstellen 3 in einem vorgegebenen Muster teilweise miteinander verbunden.
In dieser Ausführungsform sind die Verbindungsstellen 3 in Draufsicht betrachtet in einem Gittermuster diskret angeordnet, wie in 4(b) dargestellt ist. Die Oberschicht 10 ist an den Verbindungsstellen 3 verdichtet, so dass sie dort eine kleinere Dicke und eine größere Dichte aufweist als an anderen Abschnitten.
Die Verbindungsstellen 3 können durch verschiedene Verbindungsverfahren hergestellt werden, z.B. durch Heißprägen, Ultraschallprägen und Verkleben durch einen Klebstoff. Die einzelnen Verbindungsstellen 3 können eine beliebige Form haben, sie können z.B. kreisförmig, wie bei dieser spezifischen Ausführungsform, elliptisch, dreieckig, rechteckig oder in einer Kombination davon ausgebildet sein. Die Verbindungsstellen 3 können durchgängig ausgebildet sein, wodurch ein Linienmuster entsteht, z.B. ein Muster aus geraden Linien, gekrümmten Linien und von sich kreuzenden geraden Linien. Beispiele von Verbindungsstellenmustern, die von dem in 4(b) dargestellten Muster verschieden sind, sind in den 3(a)–3(c) dargestellt.
Die erste Faserlage 1 besteht aus einem Faseraggregat. Die von den Verbindungsstellen 3 mit der zweiten Faserlage 2 verschiedenen Abschnitte der ersten Faserlage stehen zur Seite eines Trägers hin hervor. D.h., wie in den 1 und 2 dargestellt ist, jeder Abschnitt zwischen benachbarten Verbindungsstellen 3 (d.h. jeder rechteckige Abschnitt, der an seinen vier Ecken jeweils eine Verbindungsstelle 3 aufweist) bildet einen kuppelförmigen Vorsprung. Insgesamt weist die Oberschicht 10 eine große Anzahl von Vorsprüngen 4 an ihrer einem Träger zugewandten Seite auf. Jeder Vorsprung 4 ist mit den Fasern der ersten Faserlage 1 gefüllt. In den Abschnitten, in denen die erste Faserlage 1 Vorsprünge bildet, sind die erste Faserlage 1 und die zweite Faserlage 2 nicht miteinander verbunden, aber sie stehen über die gesamte Fläche in engem Kontakt miteinander. Die Form der Vorsprünge 4 ist hauptsächlich von der Form des Faseraggregats des die erste Faserlage bildenden Materials und vom Muster der Verbindungsstellen 3 abhängig.
Die erste Faserlage 1 ist ein Aggregat aus Fasern, die sich hinsichtlich der Art und/oder Zusammensetzung von den Fasern der zweiten Faserlage 2 unterscheiden.
Die zweite Faserlage 2 ist ein Faseraggregat, das wärmeschrumpfbare Fasern enthält, z.B. ein Faseraggregat, das ausschließlich aus wärmeschrumpfbaren Fasern besteht, und weist geschrumpfte Abschnitte 5 auf, die wärmegeschrumpft worden sind, und verdichtete Abschnitte 6, in denen eine Wärmeschrumpfung unterdrückt worden ist. Die verdichteten Abschnitte 6 existieren unabhängig von den Verbindungsstellen 3 zwischen der ersten und der zweiten Faserlage und haben eine größere Dichte als die geschrumpften Abschnitte 5.
Die wärmeschrumpfbaren Fasern. der zweiten Faserlage 2 wurden in den geschrumpften Abschnitten 5 wärmegeschrumpft, aber in den verdichteten Abschnitten 6 wurde die Wärmeschrumpfung unterdrückt. D.h., die wärmeschrumpfbaren Fasern in den verdichteten Abschnitten 6 sind nicht wesentlich geschrumpft, oder, wenn sie geschrumpft sind, ist ihr Schrumpfungsgrad wesentlich geringer als derjenige der Fasern in den geschrumpften Abschnitten 5.
Die vorliegende Ausführungsformen der Oberschicht 10 wird durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt, in dem ein Faseraggregat (vor dem Schrumpfungsprozeß) zum Herstellen der zweiten Faserlage 2 im voraus wärmegeprägt wird, um die verdichteten Abschnitte 6 auszubilden, und dann einem Schrumpfungsprozeß unterzogen wird, um die geschrumpften Abschnitte 5 auszubilden. Dadurch nimmt die Dicke des Faseraggregats in den geschrumpften Abschnitten 5 durch die Schrumpfung zu, während in den zuvor verdichteten Abschnitten 6 des Faseraggregats eine Schrumpfung und eine Dickenzunahme verhindert wird. Infolgedessen ist die zweite Faserlage in den verdichteten Abschnitten 6 dünner und dichter als in den geschrumpften Abschnitten 5. Die geschrumpften Abschnitte 5 sind dehn- oder streckbar, während die verdichteten Abschnitte 6 im wesentlichen nicht oder weitaus weniger dehn- oder streckbar sind als die geschrumpften Abschnitte 5.
Vorzugsweise befinden sich die wärmeschrumpfbaren Fasern in den verdichteten Abschnitten 6 in einem verschmolzenen Zustand, so dass die verdichteten Abschnitte 6 nicht zerstört werden können und die Oberschicht eine geeignete Form beibehält, auch wenn die Oberschicht durch eine Bewegung eines Trägers während des Tragens verformt wird.
Die verdichteten Abschnitte 6 können beispielsweise hergestellt werden durch (1) Heißprägen oder Ultraschallprägen eines Faseraggregats (eines Faseraggregats vor dem Schrumpfungsprozeß) oder (2) teilweises Aufbringen eines Hot-Melt-Klebstoffs oder Heißklebers auf das Faseraggregat.
Die einzelnen verdichteten Abschnitte 6 sind in der vorliegenden Ausführungsform kreisförmig und in regelmäßigen Intervallen sowohl in der Maschinenrichtung (MD) als auch in der Querrichtung (CD) diskret angeordnet, wodurch ein regelmäßiges Punktmuster gebildet wird, wie in 4(a) dargestellt ist. Die verdichteten Abschnitte 6 sind in einem kleineren Abstand angeordnet als die Verbindungsstellen 3, so dass die Oberschicht 10 mindestens einen verdichteten Abschnitt 6, vorzugsweise mindestens zwei verdichtete Abschnitte 6, pro Vorsprung 4 (d.h. pro Rechteck mit den Verbindungsstellen 3 an den vier Ecken) aufweist. Das Muster der verdichteten Abschnitte 6 kann außer ein Punktmuster auch ein Muster aus geraden Linien, gekrümmten Linien (einschließlich kontinuierlicher Wellen), Gittern oder Zickzacklinien sein. Die Punkte können eine beliebige Form wie Kreise, Dreiecke oder Vierecke haben.
Das nachstehend als Flächenverhältnis R1 bezeichnete Verhältnis der Gesamtfläche der Verbindungsstellen 3 zur Fläche der Oberschicht 10, das gemessen wird, bevor das die zweite Faserlage bildende Material wärmegeschrumpft wird, beträgt vorzugsweise 2 bis 15% und bevorzugter 5 bis 10%, um eine Verbindung zwischen den beiden Faserlagen 1 und 2 zu gewährleisten, während ermöglicht wird, dass die erste Faserlage 1 sich bauscht und die Vorsprünge 4 mit einer ausreichenden Höhe gebildet werden, um ein geeignetes Volumen zu erzeugen.
Das nachstehend als Flächenverhältnis R2 bezeichnete Verhältnis der Gesamtfläche der verdichteten Abschnitte 6 zur Fläche der Oberschicht, das gemessen wird, bevor die Oberschicht mit dem die erste Faserlage bildenden Material verbunden und bevor der Wärmeschrumpfungsprozeß ausgeführt wird, beträgt vorzugsweise 15 bis 40% und bevorzugter 20 bis 35%, um zu ermöglichen, dass nach dem Wärmeschrumpfungsprozeß mindestens ein verdichteter Abschnitt 6 zwischen jeweils zwei benachbarten Verbindungsstellen 3 vorhanden ist.
Die vorliegende Ausführungsform der Oberschicht 10 hat die folgenden Vorteile, die insbesondere durch die verdichteten Abschnitten 6 der zweiten Faserlage 2 erhalten werden, in denen eine Schrumpfung verhindert worden ist.

(1) Die Dicke der zweiten Faserlage ist insgesamt reduziert. Es besteht ein Dichteunterschied zwischen der ersten Faserlage und der zweiten Faserlage, so dass Flüssigkeit, z.B. Blut und Urin, schnell in ein Absorptionselements eindringt. Da die Flüssigkeit nicht auf der Oberfläche der Oberschicht verbleiben kann, verursacht sie weder Einnässung und Hautprobleme noch ein unangenehmes Gefühl für einen Benutzer. Der Dichteunterschied ist ein Dichteunterschied zwischen den Vorsprüngen 4 der ersten Faserlage 1, in denen die Fasern spärlich verteilt sind, und den dichten geschrumpften Abschnitten 5 der zweiten Faserlage 2. Durch diesen Dichteunterschied wird effektiv veranlaßt, dass auf die Oberschicht abgegebene Flüssigkeit zu einem darunterliegenden Absorptionselement durchdringt, wie in 2 durch einen Pfeil A dargestellt ist.
(2) Es wird eine dichte Netzstruktur aus wärmeschrumpfbaren Fasern gebildet, wobei die verdichteten Abschnitte 6 und die Verbindungsstellen 3 durch die geschrumpften Abschnitte 5 verbunden sind. Die Oberschicht mit einer derartigen Netzstruktur bauscht sich kaum auf und bildet kaum Falten.
(3) Die verdichteten Abschnitte 6, die vor dem Wärmeschrumpfungsprozeß gebildet worden sind, dienen zum Steuern der Dickenzunahme des die zweite Faserlage bildenden Materials durch die Wärmeschrumpfung und gewährleisten dadurch die Weichheit der gesamten Schichtstruktur und den Tragekomfort als absorbierender Artikel.

Die erste Faserlage besteht vorzugsweise aus Fasern, die ein Thermoplastpolymer aufweisen. Geeignete Thermoplastpolymere enthalten beispielsweise Polyolefine, z.B Polyethylen und Polypropylen; Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat; und Polyamide. Es sind auch konjugierte Fasern verwendbar, die aus diesen Thermoplaspolymeren bestehen, z.B. konjugierte Core-Sheath-(Kern-Mantel) Fasern und Side-by-Side-Fasern.
Formen der als die erste Faserlage verwendeten Faseraggregate sind beispielsweise Kardenvliese, verschmelzbare oder warmklebbare Vliesstoffe, wasserstrahlgenadelte Vliesstoffe, vernadelte Vliesstoffe, lösungsmittelgebundene Vliesstoffe, Spunbond-Vliesstoffe, Melt-Blown-Vliesstoffe und Strick- oder Maschenwaren.
Die erste Faserlage wird vorzugsweise aus einem Kardenvlies hergestellt. Ein Kardenvlies, in dem Fasern relativ zufällig orientiert sind, baucht sich durch Schrumpfen des die zweite Faserlage bildenden Materials leicht aus und bildet Vorsprünge mit einer relativ geringen Faserdichte. Außerdem können in einem Kardenvlies die Kreuzungspunkte der Fasern durch eine Wärmebehandlung in einem geeigneten Maß miteinander verschmolzen werden, um eine Oberschicht mit einer nicht fusselnden und weichen Oberfläche zu erhalten.
Ein Kardenvlies ist ein Faseraggregat, bevor es zu einem Vliesstoff ausgebildet wird, d.h. ein sehr loses oder lockeres Aggregat von Fasern, das keiner Nachbehandlung zum Herstellen eines Vliesstoffs unterzogen wurde, z.B. einer Verschmelzungsbehandlung durch einen Luftdurchblasprozeß oder einen Kalandrierprozess. Wenn das Kardenvlies als das die erste Faserlage bildende Material verwendet wird, werden die Fasern des Kardenvlieses entweder zur gleichen Zeit, zu der es mit dem die zweite Faserlage bildenden Material verbunden wird, oder im Anschluß daran durch Verschmelzen oder durch ein Lösungsmittel miteinander verbunden oder mechanisch miteinander verfitzt.
Die zweite Faserlage weist wärmeschrumpfbare Fasern auf, insbesondere Fasern, die Thermoplastpolymere aufweisen. Selbstkräuselnde Fasern sind für die Fähigkeit zum Absorbieren von Flüssigkeiten und für eine Dehnung auch nach einer Schrumpfung besonders bevorzugt, um die Weichheit der Oberschicht insgesamt zu gewährleisten. Selbstkräuselnde Fasern können vor einer Wärmebehandlung ähnlich wie normale Fasern für Vliesstoffe gehandhabt werden, und wenn sie auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden, kräuseln sie sich spiralförmig. Selbstkräuselnde Fasern mit derartigen Eigenschaften sind wärmeschrumpfbar und verhalten sich nach dem schrumpfen elastisch.
Selbstkräuselnde Fasern enthalten beispielsweise konjugierte Fasern, die aus zwei thermoplastischen Polymeren mit verschiedenen Schrumpfungscharakteristiken in einer exzen trischen Core-Sheath-Konfiguration oder in einer Side-by-Side-Konfiguration bestehen. Beispiele derartiger selbstkräuselnder konjugierter Fasern sind in der JP-A-9-296325 und im japanischen Patent Nr. 2759331 beschrieben. Eine Kombination aus einem Ethylen-Propylen-Random-Copolymer und Poly-Propylen ist ein Beispiel geeigneter Thermoplastpolymere mit verschiedenen Schrumpfungsgraden.
Das Faseraggregat des die zweite Faserlage bildenden Materials weist (1) ein Kardenvlies mit selbstkräuselnden Fasern und (2) einen wärmeschrumpfbaren Vliesstoff auf, wie beispielsweise einen verschmelzbaren Vliesstoff, einen wasserstrahlgenadelten Vliesstoff, einen vernadelten Vliesstoff, einen durch lösungsmittelgebundenen Vliesstoff, einen Spunbond-Vliesstoff und einen Melt-Blown-Vliesstoff. Der hierin verwendete Ausdruck "wärmeschrumpfbarer Vliesstoff" bezeichnet einen Vliesstoff, der bei Erwärmung auf eine vorgegebene Temperatur schrumpft.
Die erste oder die zweite Faserlage kann von den vorstehend erwähnten Fasern verschiedene Fasern aufweisen, z.B. wasserabsorbierende Fasern, wie beispielsweise Reyon, Baumwolle und hydrophile Acrylfasern. Beispielsweise kann die zweite Faserlage verschmelzbare Fasern und andere Fasern aufweisen. Verschmelzbare Fasern dienen zum Stabilisieren der Form der Oberschicht und zum Erhöhen der Beständigkeit gegen Aufbauschung und Faltenbildung.
Das Faseraggregat des die zweite Faserlage bildenden Materials weist vorzugsweise 30 bis 100 Gew.-%, bevorzugter 50 bis 100 Gew.-% wärmeschrumpfbare Fasern auf. Solange der Anteil der wärmeschrumpfbaren Fasern 30 Gew.-% oder mehr beträgt, ist das die zweite Fasaerlage bildende Material während des Schrumpfungsprozesses ausreichend elastisch, um zu veranlassen, dass die nicht verbundenen Abschnitte des die erste Faserlage bildenden Materials Vorsprünge mit einer verminderten Faserdichte bildet.
Das Faseraggregat des die erste Faserlage bildenden Materials weist vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugter 70 bis 100 Gew.-% Fasern auf, die bei der Schrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern des die zweite Faserlage bildenden Material nicht schrumpfen. So lange der Faseranteil 50 Gew.-% oder mehr beträgt, wird aus dem die erste Faserlage bildenden Material eine erste Faserlage mit einer bezüglich den geschrumpften Abschnitten der zweiten Faserlage geringeren Faserdichte.
Obwohl das die erste Faserlage bildende Material die gleichen wärmeschrumpfbaren Fasern aufweisen kann wie das die zweite Faserlage bildende Material, ist es wünschenswert, dass der Anteil der wärmeschrumpfbaren Fasern des die erste Faserlage bildenden Materials niedriger ist als in dem die zweite Faserlage bildenden Material, um eine erste Faserlage mit einer bezüglich der Faserdichte der geschrumpften Abschnitte der zweiten Faserlage geringeren Faserdichte zu erhalten. Durch diese Struktur schrumpft das die zweite Faserlage bildende Material stärker als das die erste Faserlage bildende Material, und das die erste Faserlage bildende Material basuch sich während des Schrumpfungsprozesses auf. Die wärmeschrumpfbaren Fasern schrumpfen, falls sie in dem die erste Faserlage bildenden Material vorhanden sind, spiralförmig, wodurch der Zwischenfaserabstand zunimmt, so dass Abschnitte mit spärlichverteilten Fasern in der ersten Faserlage leicht erzeugt werden.
Die erste Faserlage 1 der Oberschicht 10 hat vorzugsweise eine scheinbare Dicke (t1, vgl. 5(a)) von 0,1 bis 3 mm, noch bevorzugter von 0,5 bis 2,5 mm. Die zweite Faserlage 2 der Oberschicht 10 hat vorzugsweise eine scheinbare Dicke (t2, vgl. 5(a)) von 0,2 bis 1,5 mm, noch bevorzugter von 0,5 bis 1,5 mm.
Bei einer scheinbaren Dicke t1 von 0,1 mm oder mehr steht ein ausreichendes Volumen zur Verfügung, das unter Körperdruck verformbar ist, um einem Träger ein flauschiges und weiches Gefühl zu vermitteln. Wenn t1 3 mm oder kleiner ist, ist die Strecke, über die die in die Vorsprünge eindringende Flüssigkeit sich bewegen muss, um die zweite Faserlage 2 zu erreichen, ausreichend kurz, um auch bei einem geringen Körperdruck eine gleichmäßige und geeignete Absorption zu gewährleisten.
Bei einer scheinbaren Dicke t2 von 0,2 mm oder mehr wird eine Ungleichmäßigkeit der Faserverteilung in der zweiten Faserlage 2 vermieden. Die erfindungsgemäße Oberschicht ist dazu geeignet, durch eine Faserdichtedifferenz zwischen der ersten und der zweiten Faserlage eine Kapillarkraft zu erzeugen, die genutzt wird, um ein derartiges Absorptionsvermögen bereitzustellen, dass keine Restflüssigkeit auf der Oberfläche verbleibt. Im Falle einer ungleichmäßigen Faserverteilung in der zweiten Faserlage wäre es schwierig, eine ausreichend dichte Struktur zu erhalten. Wenn t2 1,5 mm oder kleiner ist, beschleunigt die zweite Faserlage, die weniger kompakt ist als das Absorptionselement, die Flüssigkeitsbewegung zum Absorptionselement und vermindert die Menge der in der zweiten Faserlage verbleibenden Restflüssigkeit. Infolgedessen hat die Oberschicht verbesserte Farbdeckeigenschaften zum Verdecken der Farbe der ausgeschiedenen Flüssigkeit und verhindert wirksam einen Rückfluß der Flüssigkeit.
Hinsichtlich des Tragekomforts und des Absorptionsvermögens beträgt die Höhe t3 (vgl. 5(a)) der Vorsprünge 4 vorzugsweise 0,5 bis 5 mm und bevorzugter 0,5 bis 3 mm. Bei einer Höhe t3 von 0,5 mm oder mehr wird die Kontaktfläche mit der Haut reduziert, wodurch Einnässung oder Ausschläge verhindert werden, die durch einen engen Kontakt der Haut mit der Oberschicht verursacht werden könnten. Bei einer Höhe t3 von 5 mm oder weniger ist die Strecke, über die die absorbierte Flüssigkeit sich zur zweiten Faserlage 2 bewegen muss, kurz genug, um zu erreichen, dass die Flüssigkeit auch bei einem niedrigen Körperdruck gleichmäßig und geeignet absorbiert wird.
Die scheinbare Dicke der ersten und der zweiten Faserlage kann folgendermaßen gemessen werden. Ein aus einer Oberschicht ausgeschnittenes 30 mm-Quadrat wird entlang einer Linie geschnitten, die im wesentlichen parallel zur Längsrichtung verläuft, d.h. in der Faserorientierungsrichtung (Maschinenrichtung MD) des Vliesstoffs, aus dem die erste Faserlage hergestellt ist, und durch die Verbindungsstellen 3 verläuft. Es wird ein vergrößertes Foto des geschnittenen Bereichs unter einem Mikroskop des Typs SZH10 von Olympus Optical Co., Ltd. aufgenommen. Die anhand der Vergrößerung berechnete reale maximale Dicke der ersten Faserlage wird als scheinbare Dicke t1 der ersten Faserlage bestimmt. Die Dicke der zweiten Faserlage an der gleichen Position, an der die maximale Dicke der ersten Faserlage gemessen wurde, wird als scheinbare Dicke t2 der zweiten Faserlage bestimmt. D.h., die Dicken der ersten und der zweiten Faserlage werden auf der gleichen geraden Linie gemessen, die sich in der Schichtdickenrichtung erstreckt (vgl. 5(a)). Die Vorsprunghöhe t3 ist die Höhe von einem Boden einer Vertiefung bis zu einem Scheitelpunkt eines Vorsprungs und wird auf die gleiche Weise gemessen wie die Dikken t1 und t2.
In der Oberschicht 10 hat die zweite Faserlage 2 eine größere scheinbare Faserdichte als die erste Faserlage 1. Die scheinbare Faserdichte d1 der ersten Faserlage 1 beträgt vorzugsweise 0,001 bis 0,05 g/cm³, bevorzugter 0,001 bis 0,02 g/cm³ und noch bevorzugter 0,005 bis 0,015 g/cm³, und die scheinbare Faserdichte d2 der zweiten Faserlage 2 beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,2 g/cm³ und bevorzugter 0,02 bis 0,15 g/cm³.
Wenn die scheinbaren Faserdichten d1 und d2 die vorstehend beschriebenen Beziehungen erfüllen, tritt auf die Oberschicht 10 abgegebene Flüssigkeit rasch in die erste Faserlage 1 ein, und die Flüssigkeit in der ersten Faserlage 1 bewegt sich dann aufgrund der Faserdichtedifferenz gleichmäßig zur zweiten Faserlage 2. Dadurch können Einnässung, Hautprobleme, z.B. Jucken und Ausschläge, und ein unangenehmes Tragegefühl, die auftreten könnten, wenn Restflüssigkeit auf der Oberfläche der Oberschicht verbliebe, effektiver vermieden werden.
Wenn die scheinbare Faserdichte d1 kleiner ist als 0,001 g/cm³, sind die Fasern derart spärlich verteilt, dass sie einen zu hohen Freiheitsgrad der Bewegung besitzen, so dass die Oberfläche der Oberschicht fusseln kann. Wenn d1 größer ist als 0,05 g/cm³, ist es schwierig, zu erreichen, dass die Dichtedifferenz bezüglich der zweiten Faserlage ausreichend groß ist, um eine ausreichende Kapillarkraft zu erzeugen.
Wenn die Faserdichte d2 der zweiten Faserlage kleiner ist als 0,01 g/cm³, kann durch die zweite Faserschicht tendenziell keine Struktur bereitgestellt werden, die derart dicht ist, daß eine ausreichende Kapillarkraft erzeugt wird. Dadurch kann Restflüssigkeit auf der Oberfläche verbleiben und hat die Oberschicht ein vermindertes Farbdeckungsvermögen (was zu einem schlechteren Sauberkeitsgefühl führt). Die zweite Faserlage ist, wenn d2 größer ist als 0,2 g/cm³, zu dicht, um eine gleichmäßige Absorption zu gewährleisten, so dass das Problem der verbleibenden Restflüssigkeit auftritt.
Um zu erreichen, dass durch die Struktur der ersten und der zweiten Faserlage mit einer geringen Faserdichte eine ausreichende Kapillarkraft erzeugt wird, beträgt das Verhältnis der scheinbaren Faserdichte d2 zur scheinbaren Faserdichte d1 d2/d1 vorzugsweise mindestens 1,2 und bevorzugter 3 bis 10.
Die scheinbaren Faserdichten der ersten Faserlage 1 und der zweiten Faserlage 2 werden folgendermaßen gemessen. Ein aus einer Oberschichtprobe ausgeschnittenes 30 mm-Quadrat wird entlang einer Linie geschnitten, die im wesentlichen parallel zur Faserorientierungsrichtung der ersten Faserlage verläuft, d.h. in die Maschinenrichtung MD des Vliesstoffs, aus dem die erste Faserlage hergestellt ist, und durch die Verbindungsstellen 3 verläuft. Die scheinbare Dicke t1 (mm) der ersten Faserlage wird auf die vorstehend beschriebene Weise gemessen.
Die prozentuale Flächenschrumpfung (A,%) der Probe wird anhand der vor der Schrumpfung (vor dem Verbinden der ersten und der zweiten Faserlage) gemessenen Fläche des die erste Faserlage bildenden Materials, die durch a₁ × b₁ (vgl. 5(b)) dargestellt wird, und der nach dem Verbinden mit dem die zweite Faserlage bildenden Material und dem Schrumpfen des die zweite Faserlage bildenden Materials gemessenen Fläche der ersten Faserlage, die durch a₂ × b₂ (vgl. 5(b)) dargestellt wird, gemäß der Gleichung A = [(a1 × b1 – a2 × b2)/(a1 × b1)] × 100berechnet. Das spezifische Gewicht P2 (g/m²) der ersten Faserlage wird anhand der Flächenschrumpfung A(%) und des spezifischen Gewichts P1 (g/m²) der ersten Faserlage vor dem Verbinden mit der zweiten Faserlage und dem Schrumpfungsprozeß gemäß der Gleichung P2 = P1 × 100/(100 – A) berechnet. Die scheinbare Faserdichte d1 (g/m²) der ersten Faserlage wird durch die Gleichung d1 = P2 × (1/1000) × (1/t1) erhalten.
Die scheinbare Faserdichte d2 der zweiten Faserlage 2 wird auf die gleiche Weise wie d1 erhalten. In den Berechnungen wird die scheinbare Dicke t2 der zweiten. Faserlage 2 auf die gleiche Weise wie t1 erhalten.
Die Oberschicht 10 hat vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von 20 bis 80 g/m² und bevorzugter von 20 bis 60 g/m², um die Materialkosten zu minimieren und eine geeignete Flexibilität oder Biegsamkeit der gesamten Schichtstruktur zu gewährleisten. Das spezifische Gewicht der Oberschicht wird durch Wiegen einer aus einer Oberschicht ausgeschnittenen Probe von mindestens 50 mm × 50 mm durch eine elektronische Waage (minimaler Ablesewert 1 mg) und Berechnen eines Gewichts pro Flächeneinheit (m²) erhalten.
Die Oberschicht 10 für absorbierende Artikel zeigt vorzugsweise eine Verformung in Dickenrichtung von 0,03 bis 0,3 mm/gf/cm² und bevorzugter von 0,04 bis 0,2 mm/gf/cm², wenn sie unter einer Last von 10 gf/cm² zusammengedrückt wird. Bei einer Verformung in Dickenrichtung von 0,03 mm oder mehr ist die Oberschicht in der Dickenrichtung auch bei einem niedrigen ausgeübten Druck ausreichend verformbar, um dem Träger ein flauschiges und sanftes Tragegefühl zu vermitteln. Durch eine Oberschicht mit einer Verformung in Dickenrichtung von 0,3 mm oder weniger wird eine weiche Struktur gewährleistet, ohne dass die Dicke wesentlich zunimmt, und bei einer derartigen Oberschicht tritt nicht das Problem auf, dass die Faserstruktur (Zwischenräume zwischen den Fasern) einen zu großen Freiheitsgrad der Verformung hat, um die ursprüngliche Struktur beizubehalten und das ausgezeichnete Absorptionsvermögen aufrechtzuerhalten.
Die Dickenverformung pro gf/cm² bei einer Kompressionslast von weniger als 10 gf/cm² wird folgendermaßen erhalten. Die Messung wird durch ein Kompressionstestgerät des Typs KES-FB3 von Katotec ausgeführt. Das Testgerät weist einen Scheibenstempel mit einer Druckfläche von 2 cm² auf. Der Scheibenstempel wird vertikal bewegt, um eine Kompressions-Erholungslast auf eine Probe, wie beispielsweise ein Textil- oder Filmmaterial, auszuüben und eine Kompressionskraft-Kompressionsverformungs-Hystereseschleife für den Kompressions-Erholungs-Zyklus zu erhalten, wodurch Kompressionsdaten, wie beispielsweise die Probendicke, die geleistete Kompressionsarbeit, die Erholungseigenschaften und ähnliche Daten erhalten werden.
Eine quadratische Probe mit einer Seitenlänge von 2,5 cm wird aus der Oberschicht ausgeschnitten und im Kompressionstestgerät des Typs KES-FB3 angeordnet. Der Scheibenstempel wird mit einer Geschwindigkeit von 0,02 mm/s abgesenkt, um eine Kompressionslast von bis zu 50 gf/cm² auszuüben, bei der ein manueller Rückstellschalter betätigt wird, um von der Abwärtsbewegung auf eine Aufwärtsbewegung umzuschalten. Der Scheibenstempel wird dann angehoben, bis die Last auf 0 abgenommen hat. Es wird eine Hystereseschleife für den Kompressions-Erholungs-Zyklus geplottet, anhand der die Dicke t4 bei einer Last von 10 gf/m² im Kompressionsprozeß bestimmt wird. Unter Verwendung der Dicke bei einer Last von 0,5 gf/cm² als Anfangsdicke (t5) wird eine Dickenreduktion (t5 – t4) (mm) berechnet, und die berechnete Dickenreduktion wird durch 10 geteilt, um eine Dickenverformung pro gf/cm² zu erhalten.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Oberschicht einen Oberflächenweißheitsgrad von mindestens 60 hinsichtlich eines L-Wertes (nachstehend als L1 bezeichnet) und ein Rotplattendeckverhältnis von mindestens 35% und vorzugsweise von mindestens 40% auf.
Die Oberschicht 10 mit einem L-Wert (L1) von mindestens 60 entspricht herkömmlichen filmförmigen Oberschichten hinsichtlich des Farbdeckvermögens und der Fähigkeit zum Bereitstellen eines sauberen Eindrucks (Unsichtbarkeit der Farbe der absorbierten Flüssigkeit). Der L-Wert stellt die Fähigkeit zum Abdecken der Flüssigkeit (Blut) dar, das im Absorptionselement absorbiert und verteilt worden ist. Je näher der L-Wert bei 100 liegt, desto weißer erscheint die Schicht.
Der L-Wert (L1) und das Rotplattendeckverhältnis der Oberschicht werden folgendermaßen gemessen.
Messung des L-Wertes (L1) der Oberschicht
Ein Farbdifferenzmeßgerät SZ-Σ80 von Nippon Denshoku Industries, Co., Ltd. wird nach einer Kalibrierung mit einer weißen Referenzplatte verwendet. Es werden eine Leuchtröhre mit einem Durchmesser von 30 mm und eine Probenhalterung mit einem Durchmesser von 30 mm gewählt. Eine Probe der Oberschicht wird auf der Glashalterung angeordnet, wobei die zu messende Seite (die Seite, die mit einem Träger in Kontakt kommt) der Lichtquelle zugewandt ist. Ein am Gerät befestigter Probenhalter (rückseitige Platte) wird auf der Probe angeordnet (gegenüberliegend der zu messenden Seite). Fünf Probenstücke, die aus verschiedenen Abschnitten der Probe ausgeschnitten werden, werden gemessen, und die Meßwerte werden Bemittelt, um den L-Wert (Oberflächenweißheitsgrad) der Probe zu erhalten.
Messung des Rotplattenddeckverhältnisses
Es wurden Messungen auf die gleiche Weise durchgeführt wie für den L-Wert, außer dass der schwarze Probenhalter durch eine am Instrument befestigte Rotplatte ersetzt wurde. Zunächst wird die rote Seite der Rotplatte (ohne Probe) ge messen, um eine Spektralkurve zu erhalten, und das Reflexionsvermögen Ra bei einer vorgegebenen Wellenzahl von 500 cm^–1 aufgezeichnet. Dann wird eine Probe zwischen dem Glas und der Rotplatte angeordnet, wobei die zu messende Seite der Lichtquelle zugewandt ist. Fünf Probenstücke, die aus verschiedenen Abschnitten einer Probe ausgeschnitten wurden, werden gemessen, um ein mittleres Reflexionsvermögen Rb bei 500 cm^–1 zu erhalten. Ein Rotplattendeckverhältnis wird durch die Gleichung Rotplattendeckverhältnis (%) = [(Rb – Ra)/(100 – Ra)] × 100berechnet.
Nachstehend wird das Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Oberschicht unter Bezug auf die vorstehend beschriebene Oberschicht 10 beschrieben. Auf die 6(a) bis 6(d) wird Bezug genommen.
Wie in 6(a) dargestellt ist, wird ein Faseraggregat, das wärmeschrumpfbare Fasern enthält; heißgeprägt, um ein die zweite Faserlage bildendes Material 2 mit verdichteten Abschnitten 6 herzustellen.
Wie in 6(b) dargestellt ist, wird ein anderes Faseraggregat (ein die erste Faserlage bildendes Material) auf dem die zweite Faserlage bildenden Material angeordnet. Wie in 6(c) dargestellt ist, werden die beiden Faseraggregate teilweise verbunden, wodurch ein vorgegebenes Muster von Verbindungsstellen 3 erhalten wird.
Wie in 6(d) dargestellt ist, werden die verbundenen Faseraggregate bei der Schrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern (bei der Temperatur, bei der die wärmeschrumpfbaren Fasern des die zweite Faserlage bildenden Materials beginnen zu schrumpfen) oder bei einer höheren Temperatur wärmebehandelt, um zu veranlassen, dass das die zweite Faserlage bildende Material schrumpft. Die von den Verbindungsstellen 3 verschiedenen Abschnitte des die erste Faserlage bildenden Materials bauchen aus, so dass eine Oberschicht 10 mit Vorsprüngen 4 entsteht.
Aus dem Gesichtspunkt der Steuerbarkeit des Wärmeschrumpfungsprozesses, der Erholung bei Dehnung und der Kompressionsverformbarkeit der erhaltenen Oberschicht und des durch Ausbilden der Vorsprünge erhaltenen Volumens liegt die prozentuale Wärmeschrumpfung S(%) des die zweite Faserlage bildenden Materials vorzugsweise im Bereich von 20 bis 90% und bevorzugter von 40 bis 80%. Der hierin verwendete Ausdruck "prozentuale Wärmeschrumpfung" bezeichnet eine prozentuale Flächenschrumpfung, die anhand der ursprünglichen Fläche S₀ und der Fläche S₁ nach dem Schrumpfungsprozeß gemäß der Gleichung S(%) = [(S0 – S1)/S0] × 100berechnet wird.
Die Einrichtung zum Schrumpfen des die zweite Faserlage bildenden Materials weist einen Tischtrockner und eine Gebläseheizeinrichtung auf, die zum Herstellen von verschmolzenen oder warmgeklebten Vliesstoffen verwendet werden.
Das die zweite Faserlage bildende Material, das verdichtete Abschnitte 6 aufweist (vgl. 6(a)), das durch Heißprägen eines wärmeschrumpfbare Fasern enthaltenden Faseraggregats erhalten wird, ist ein wärmeschrumpfbarer Vliesstoff, der wärmeschrumpfbare Fasern in ihrem schrumpfbaren Zustand enthält, wobei ein Teil seiner Fasern durch eine Heißprägebehandlung verschmolzen sind. Ein derartiger wärmeschrumpfbarer Vliesstoff mit verdichteten Abschnitten wird einfach als "wärmeschrumpfbarer Vliesstoff" bezeichnet.
Der als das die zweite Faserlage bildende Material verwendete wärmeschrumpfbare Vliesstoff wird unter Bezug auf seine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Der wärmeschrumpfbare Vliesstoff weist typischerweise eine einlagige Struktur auf. Der hierin verwendete Ausdruck "einlagige Struktur" soll Vliesstoffe beinhalten, die durch Überlagern von zwei oder mehr Bahnenmaterialien aufeinander hergestellt werden, deren Fasern an ihren Kreuzungspunkten nicht miteinander verbunden sind. Der wärmeschrumpfbare Vliesstoff enthält wärmeschrumpfbare Fasern. Die wärmeschrumpfbaren Fasern befinden sich in einem Zustand, in dem sie wärmeschrumpfbar sind, nachdem sie zu einem Vliesstoff geformt wurden und bevor sie erwärmt werden und natürlich bevor sie zu einem Vliesstoff geformt werden. Der Ausdruck "wärmeschrumpfbarer Zustand" bezeichnet beispielsweise einen Zustand, in dem die Fasern noch nicht erwärmt wurden, und in dem sie durch Zufuhr von Wärme geschrumpft werden können, und einen Zustand, in dem den Fasern Wärme derart zugeführt wurde, daß keine Schrumpfung stattfindet und in dem sie durch Wiederzufuhr von Wärme weiterhin schrumpfbar sind. Wenn der wärmeschrumpfbare Vliesstoff aus zwei oder mehr Bahnenmaterialien besteht, ist es ausreichend, wenn lediglich eines der Bahnenmaterialien wärmeschrumpfbare Fasern enthält.
Die wärmeschrumpfbaren Fasern können beliebige Typen bekannter wärmeschrumpfbarer Fasern sein, z.B. Ethylen-Propylen-(EP) Random-Copolymerfasern. Wärmeschrumpfbare konjugierte Core-Sheath-Fasern mit einem Ethylen-Propylen-(EP) Kernmaterial und einem verschmelzbaren Harz, wie beispielsweise Polypropylen (PP), als Mantelmaterial (engl. sheath) sind ebenfalls geeignet.
Selbstkräuselnde Fasern sind hinsichtlich ihrer Dehnbarkeit nach einem Wärmeschrumpfungsprozeß besonders bevorzugte wärmeschrumpfbare Fasern. Beispiele geeigneter selbstkräuselnder Fasern sind die vorstehend in Verbindung mit der zweiten Faserlage beschriebenen Fasern.
Die wärmeschrumpfbaren Fasern können Spinnfasern (Kurzfasern) oder Filamente (Langfasern) sein. Kurzfasern sind zum Erzeugen einer guten Textur nach einer Wärmeschrumpfung bevorzugt. Kurzfasern mit einer Faserlänge von 5 bis 100 mm, vorzugsweise von 30 bis 60 mm, sind hinsichtlich der Bahnenmaterialbildungseigenschaften (Kardiereigenschaften) und der nicht fusselnden Eigenschaften noch bevorzugter. Die wärmeschrumpfbaren Fasern haben vorzugsweise eine Dicke von etwa 1 bis 10 dtex, vorzugsweise von etwa 1,5 bis 4 dtex, um eine gute Textur und einen guten Ausgleich der Faserstruktur zu erhalten. Die Schrumpfungsstarttemperatur T_S der wärmeschrumpfbaren Fasern kann innerhalb eines Bereichs von z.B. 90 bis 110°C ausgewählt werden. Der hierin verwendete Ausdruck "Schrumpfungsstarttemperatur" bezeichnet eine gemessene Temperatur eines Ofens, der dazu geeignet ist, die Temperatur zu erhöhen, bei der im Ofen angeordnete Fasern beginnen zu schrumpfen. In den nachstehend dargestellten Vorbereitungsbeispielen wurden wärmeschrumpfbare Fasern verwendet, deren Schumpfungsstarttemperatur T_S etwa 90° betrug.
Der wärmeschrumpfbare Vliesstoff kann zusätzlich zu den wärmeschrumpfbaren Fasern auch andere Fasern enthalten. Die anderen Fasern sind beispielsweise warmklebende oder verschmelzbare Fasern. Um die Festigkeit des Vliesstoffs zu verbessern, während die Schrumpfbarkeit beibehalten wird, weist der wärmeschrumpfbare Vliesstoff basierend auf dem Gesamtgewicht des Vliesstoffs vorzugsweise 10–70 Gew.-% und bevorzugter 30 bis 50 Gew.-% der warmklebenden oder verschmelzbaren Fasern und 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-% der wärmeschrumpfbaren Fasern auf.
Vorzugsweise sind die Schmelzpunkte der von den wärmeschrumpfbaren Fasern verschiedenen Fasern des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs höher als die Schrumpfungsstarttemperatur T_S der wärmeschrumpfbaren Fasern, so dass verhindert werden kann, dass der erhaltene wärmeschrumpfbare Vliesstoff fusselt und erreicht werden kann, dass der Vliesstoff eine geeignete Textur aufweist. Der hierin verwendete Ausdruck "Schmelzpunkt" bezeichnet die maximale Temperatur einer DSC-(Differential Scanning Kalorimetrie) Kurve, die für die Messung der Schmelzwärme eines Polymers durch ein DSC-Verfahren vorbereitet wird. Wenn die von den wärmeschrumpfbaren Fasern verschiedenen Fasern konjugierte Mehrkomponentenfasern sind, wird der unterste der Schmelzpunkte der Harzkomponenten als "Schmelzpunkt" der Fasern verwendet.
Ein Teil der Fasern des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs wird durch Heißprägen verschmolzen, um verschmolzene Abschnitte herzustellen. Die verschmolzenen Abschnitte sind vorzugsweise Abschnitte, die durch Schmelzen und anschließendes Verfestigen eines heißschmelzenden Harzes hergestellt werden, dessen Schmelzpunkt höher ist als die Schrumpfungsstarttemperatur T_S der wärmeschrumpfbaren Fasern. In diesem Fall wird verhindert, dass der erhaltene wärmeschrumpfbare Vliesstoff fusselt, und wird eine geeignete Textur bereitgestellt. Das verschmelzbare Harz ist vorzugsweise eine Komponente von aus mehreren Komponenten bestehenden wärmeschrumpfbaren Fasern oder wird in Form verschmelzbarer Fasern bereitgestellt, die unabhängig von den wärmeschrumpfbaren Fasern vorhanden ist.
Der Heißprägeprozeß wird mit einer Prägemaschine mit zwei einander zugewandten Druckelementen ausgeführt, von denen mindestens eine auf eine vorgegebene Temperatur erwärmbar ist. Die Oberfläche eines der Druckelemente ist in einem vorgegebenen Muster aus Vorsprüngen und Vertiefungen graviert, und das andere Element hat eine glatte Oberfläche. Das Muster, durch das eine Teilverschmelzung verursacht wird, ist nicht besonders eingeschränkt. Hinsichtlich der Einfachheit des Schrumpfungsprozesses und der Textur nach dem Schrumpfungsprozeß ist ein Muster aus unabhängigen kreisförmigen, dreieckigen, rechteckigen oder sechseckigen oder ähnlich geformten Bereichen bevorzugt. Durch ein zu großes Flächenverhältnis der verschmolzenen Abschnitte wird die Schrumpfbarkeit verschlechtert, und ein zu geringes Flächenverhältnis der verschmolzenen Abschnitte führt zu einer unzureichenden Festigkeit und schlechten Handhabungseigenschaften. Aus diesen Gesichtspunkten liegt das Flächenverhältnis der verschmolzenen Abschnitte vorzugsweise im Bereich von 5 bis 40% und bevorzugter von 7 bis 30%. Jeder der verschmolzenen Abschnitte hat vorzugsweise eine Fläche von 0,5 bis 20 mm² und bevorzugter von 0,75 bis 7,5 mm². Die Verschmelzungstemperatur ist derart, dass veranlaßt wird, dass die Fasern verschmelzen und sich in ausreichendem Maße miteinander verbinden. Sie ist normalerweise nicht niedriger als die Erweichungstemperatur der im Vliesstoff enthaltenen wärmeschrumpfbaren Fasern. Die Erweichungstemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern ist im allgemeinen größer oder gleich der Schrumpfungsstarttemperatur T_S der wärmeschrumpfbaren Fasern.
Das spezifische Gewicht des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs ist nicht kritisch und in einem breiten Bereich veränderlich, was einen Vorteil für die Verwendung des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs darstellt. Der untere Grenzwert des spezifischen Gewichts beträgt etwa 7 g/m², vorzugsweise etwa 10 g/m², und ist von der besonderen Verwendung des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs abhängig. Der obere Grenzwert des spezifischen Gewichts beträgt etwa 100 g/m², vorzugsweise etwa 30 g/m². Die Dicke des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs ist nicht kritisch und ist gemäß dem spezifischen Gewicht des Vliesstoffs veränderlich. Sie beträgt normalerweise etwa 0,2 bis 10 mm, vorzugsweise etwa 0,5 bis 3 mm, und ist von der besonderen Verwendung des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs abhängig.
Der wärmeschrumpfbare Vliesstoff weist in Abhängigkeit vom Typ der wärmeschrumpfbaren Fasern und dem Flächenverhältnis der verschmolzenen Abschnitte eine maximale prozentuale Schrumpfung von etwa 20 bis 90%, vorzugsweise von etwa 40 bis 90% auf. Die maximale prozentuale Schrumpfung ist definiert durch [(Fläche vor der Schrumpfung – Fläche nach der Schrumpfung/Fläche vor der Schrumpfung) × 100], vorausgesetzt, dass der wärmeschrumpfbare Vliesstoff in einem freien Zustand auf die optimale Temperatur erwärmt wird. Bei einem tatsächlichen Schrumpfungsprozeß muss der wärmeschrumpfbare Vliesstoff nicht in seinem maximalen prozentualen Schrumpfungsgrad schrumpfen. Insofern die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst wird, wird veranlaßt, dass der wärmeschrumpfbare Vliesstoff unter geeigneten Wärmebehandlungsbedingungen in einem vorgegebenen Grad schrumpft. Nachdem der wärmeschrumpfbare Vliesstoff wärmegeprägt worden ist, hat er eine höhere Zug- oder Zerreißfestigkeit (gemessen gemäß JIS L1913.6.3 mit einer Ziehgeschwindigkeit von 300 m/min) und damit verbesserte Handhabungseigenschaften. Eine zu hohe Festigkeit kann die Schrumpfbarkeit und die Textur nach dem Schrumpfen beeinträchtigen. Eine geeignete Zugfestigkeit in der Maschinenrichtung (MD) beträgt etwa 500 bis 2000 gf/50 mm, vorzugsweise etwa 600 bis 1400 gf/50 mm. Die Zugfestigkeit ist durch Einstellen des spezifischen Gewichts oder des Verschmelzungsgrades des Vliesstoffs einstellbar.
Der vorstehend beschriebene wärmeschrumpfbare Vliesstoff ist für verschiedene Anwendungen geeignet. Wenn der wärmeschrumpfbare Vliesstoff zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Oberschicht verwendet wird, kann er als das die zweite Faserlage bildende Material verwendet werden, auf dem ein die erste Faserlage bildendes Material (ein Faseraggregat ohne oder mit einer geringen Wärmeschrumpfbarkeit) angeordnet wird. Die beiden Faserlagen werden miteinander ver bunden und dann wärmebehandelt, um den wärmeschrumpfbaren Vliesstoff zu schrumpfen und Vorsprünge auf der Seite der ersten Faserlage auszubilden. In anderen Anwendungen wird veranlaßt, dass der wärmeschrumpfbare Vliesstoff entweder alleine oder in Form eines Verbundlaminats mit einem anderen Fasertyp (mehreren Fasertypen) schrumpft, um einen Vliesstoff herzustellen, der als Küchentuch, Füllung von Bettzeug, für gepolsterte oder gefütterte Kleidung und ähnliche Zwecke verwendbar ist. Der wärmeschrumpfbare Vliesstoff, der selbstkräuselnde Fasern enthält, ist auch als ein von einer Oberschicht zum Herstellen absorbierender Artikel, wie beispielsweise Wegwerfwindeln und Damenbinden, verschiedenes Element, als Basisschicht von Kataplasmen oder als Schicht zum Halten flüssiger Medizin oder einer Reinigungsflüssigkeit verwendbar.
Die Verwendung eines wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs, der selbstkräuselnde Fasern enthält, als Element eines absorbierenden Artikels hat folgende Vorteile. Ein absorbierender Artikel, z.B. eine Wegwerfwindel, weist normalerweise mehrere elastische Elemente (aus Gummi) auf, die durch einen Klebstoff oder durch Heißsiegeln an einem Vliesstoffelement davon befestigt sind, um eine geeignete Anpassung an den Körper eines Trägers zu ermöglichen. Wenn derartige elastische Elemente durch den wärmeschrumpfbaren Vliesstoff ersetzt werden, müssen kein Klebstoff und keine Heißversiegelung verwendet werden, wodurch die Kosten gesenkt werden. Für die Herstellung eines absorbierenden Artikels, in dem elastische Elemente verwendet werden, sind teure Einrichtungen erforderlich, z.B. eine Unterdrucktransporteinrichtung zum Transportieren des Produkts oder eines Zwischenprodukts, während verhindert wird, dass es sich zusammenzieht oder krümmt. Wenn an Stelle der elastischen Elemente der wär meschrumpfbare Vliesstoff verwendet wird, sind derartige Einrichtungen nicht erforderlich.
Wenn der wärmeschrumpfbare Vliesstoff selbstkräuselnde Fasern aufweist, ist die Dehnbarkeit und die Komprimierbarkeit des Vliesstoffs nach dem Schrumpfen vorzugsweise derart, dass die Erholung nach einer Dehnung um 50% nach dem Schrumpfen durch Zuführen von Heißluft mit einer Temperatur von 130°C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 m/s für 30 Sekunden mindestens 60% und vorzugsweise 70 bis 95% beträgt, um ein geeignetes elastisches Verhalten bereitzustellen. Die Erholung nach einer Dehnung ist in Abhängigkeit von der Meßrichtung manchmal verschieden. Ein geeignetes elastisches Verhalten wird erhalten, so lange die Erholung von einer Dehnung in der Maschinenrichtung (MD) und/oder in der Querrichtung (CD) des Vliesstoffs innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt.
Die Erholung nach einer Dehnung wird folgendermaßen gemessen. Die Messung erfolgt mit einem Zug-/Kompressionstestgerät des Typs Tensilon RTA-100 von Orientec im Zugmodus. Eine aus einem geschrumpften Vliesstoff, der unter den vorstehend erwähnten Bedingungen wärmegeschrumpft worden ist, ausgeschnittene 50 mm × 50 mm große Probe wird zwischen Preßluft-Spannbacken des Testgeräts bei einem Anfangsabstand der Spannbacken von 30 mm eingesetzt. Die mit einer Kraftmeßdose (Nenn-Ausgangslast 5 kg) befestigte Spannbacke wird mit einer Ziehgeschwindigkeit von 100 mm/min nach oben bewegt. Nachdem die Probe um 50% (d.h. 15 mm) gedehnt ist, wird die Spannbacke mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/min zu ihrer Ausgangsposition nach unten bewegt. Die Meßwerte der Kraftmeßdose und die Dehnung der Probe werden geplottet. Die Erholung nach Dehnung wird anhand der Plots gemäß der folgenden Gleichung erhalten: Erholung nach Dehnung (%) = [Erholungsstrecke (mm)/maximale Dehnung (= 15 mm)] × 100 wobei "Erholungsstrecke" die Strecke bezeichnet, die die Spannbacke während der Entlastung zurücklegt, bis der Meßwert der Kraftmeßdose den Wert null erreicht.
Der wärmeschrumpfbare Vliesstoff schrumpft nach einer Erwärmung bei einer vorgegebenen Temperatur. Durch das Schrumpfen wird der Vliesstoff in Abhängigkeit vom Verschmelzungsmuster etwas wellig. Weil die Schrumpfung im allgemeinen bei oder unterhalb des Schmelzpunkts des verwendeten Harzes (Harze) beginnt, kann veranlaßt werden, dass der Vliesstoff ohne Qualitätseinbuße der Textur schrumpft, indem die Wärmebehandlungsbedingungen geeignet gesteuert werden.
Nachstehend wird ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs unter Bezug auf die 7 und 8 beschrieben. 7 zeigt eine bevorzugte Vorrichtung, die dazu geeignet ist, einen wärmeschrumpfbaren Vliesstoff 101 herzustellen. Zunächst wird ein Bahnenmaterial 102 hergestellt, das wärmeschrumpfbare Fasern enthält. Das Verfahren zum Herstellen des Bahnenmaterials 102 ist davon abhängig, ob die darin enthaltenen Fasern kurz oder lang sind. Wenn kurze Fasern verwendet werden, wird das Bahnenmaterial durch Verfitzen kurzer Fasern durch eine Karde (engl. card) hergestellt. Wenn lange Fasern verwendet werden, werden gesponnene Fasern von einer Spinndüse direkt auf einem Drahtmaschenmaterial aufgebaut.
Das Bahnenmaterial 102 durchläuft eine Heißprägemaschine 120 mit zwei Walzen 121 und 122, wo Abschnitten des Bahnenmaterials 102 Wärme und Druck zugeführt werden, um die Fasern der Abschnitte zu verschmelzen, während das Bahnenmaterial 102 unter Zugspannung steht. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Verschmelzungstemperatur größer oder gleich der Schrumpfungsstarttemperatur T_S der wärmeschrumpfbaren Fasern. Der zuzuführende Druck wird gemäß dem Harzbestandteil des Vliesstoffs geeignet festgelegt. Beispielsweise beträgt der einem Vliesstoff, der Polyethylenterephthalat (PET) enthält, zuzuführende Druck vorzugsweise 20 bis 50 kgf/cm bezüglich eines linearen Drucks. Der Druck für einen Vliesstoff, der Polypropylen enthält, beträgt vorzugsweise 20 bis 120 kgf/cm. Die Heißprägemaschine 120 kann ein Paar Gravurwalzen oder eine Kombination aus einer Gravurwalze und einer glatten Walze aufweisen. Wenn eine Gravurwalze und eine glatte Walze in Kombination verwendet werden, ist es, um eine Schrumpfung der wärmeschrumpfbaren Fasern zu unterdrücken, bevorzugt, wenn die Temperatur der Gravurwalze auf die Schrumpfungsstarttemperatur T_S der wärmeschrumpfbaren Fasern oder einen höheren Wert (z.B. T_S + 20°C) und die Temperatur der glatten Walze auf einen Wert unterhalb von T_S gesetzt wird (z.B. T_S – 5°C). Um die Wärmeschrumpfung der wärmeschrumpfbaren Fasern sicher zu unterdrücken, ist es außerdem bevorzugt, das Bahnenmaterial um die glatte Walze zu führen, um den Kontakt des Bahnenmaterials mit den Vorsprüngen auf der Gravurwalze zu minimieren.
Weil die Teilverschmelzung des Bahnenmaterials bei der Schrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern oder bei einer höheren Temperatur ausgeführt wird, besteht die Gefahr, dass die wärmeschrumpfbaren Fasern während des Verschmelzens schrumpfen. Im bevorzugten Verfahren kann dies vermieden werden, indem das Bahnenmaterial durch die Heißprägemaschine geführt wird, während eine Zugspannung auf das Bahnenmaterial ausgeübt wird, und die Zugspannung aufrechterhalten wird, nachdem das Bahnenmaterial die Prägemaschine durchlaufen hat und weitertransportiert wird, bis die Temperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern des Bahnenmaterials unter ihre Schrumpfungsstarttemperatur abgesunken ist. Dadurch wird verhindert, dass die wärmeschrumpfbaren Fasern schrumpfen, und die Wärmeschrumpfbarkeit wird aufrechterhalten, nachdem der Vliesstoff 101 hergestellt worden ist. Durch Ausüben der Zugspannung wird außerdem verhindert, dass das Bahnenmaterial an den Rollen anhaftet, und wird das Bahnenmaterial vor von der Verschmelzungswärme verschiedener übermäßiger Wärme geschützt. Die Zugspannung wird vorzugsweise in der Maschinenrichtung (MD) und/oder in der Querrichtung (CD) des Bahnenmaterials ausgeübt. Es ist besonders bevorzugt, die Zugspannung sowohl in der in der Maschinenrichtung (MD) als auch in der Querrichtung (CD) auszuüben, um wirksam zu verhindern, dass die wärmeschrumpfbaren Fasern schrumpfen.
Eine Zugspannung in der Maschinenrichtung (MD) kann beispielsweise durch Bereitstellen eines Paars Zugspannungswalzen 123 und 124 stromabwärts von der Heißprägemaschine 120 ausgeübt werden, wobei die Zugspannungswalzen 123 und 124 sich schneller drehen als die Walzen der Heißprägemaschine 120. Um eine große Zugspannung zu erzeugen, sind die Zugspannungswalzen 123 und 124 vorzugsweise derart angeordnet, dass das Bahnenmaterial S-förmig hindurchlaufen kann, während es um die Zugspannungswalzen geführt wird. Eine Zugspannung in Querrichtung (CD) kann ausgeübt werden, indem das Bahnenmaterial unter einem großen Kontaktwinkel um die glatte Walze 122 geführt wird. Der Kontaktwinkel (engl. wrap angle) um die glatte Walze beträgt vorzugsweise mindestens 30° und bevorzugter 60 bis 90°. Wie in 8 dargestellt ist, ist der Kontaktwinkel θ als Winkel zwischen der Normalen n1 zum Punkt des Erstkontakts des Bahnenmaterials 102 mit der glatten Walze 122 und der Normalen n2 des Punkts definiert, an dem das Bahnenmaterial 102 sich von der glatten Walze 122 trennt. Die auszuübende Zugspannung ist derart, dass die wärmeschrumpfbaren Fasern im wesentlichen nicht schrumpfen können. Insbesondere beträgt die Zugspannung in Maschinenrichtung (MD) vorzugsweise etwa 4 bis 20 cN/mm, um eine Schrumpfung in der Maschinenrichtung MD zu unterdrük ken, während die Schrumpfung in Querrichtung geregelt wird, und die Zugspannung in Querrichtung CD beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 20 cN/mm, um die Schrumpfung in Querrichtung zu unterdrücken.
Vorzugsweise wird auf den Vertiefungen der Gravurwalze 121 ein wärmeisolierendes Material aufgebracht. In diesem Fall schrumpfen die wärmeschrumpfbaren Fasern auch bei einer niedrigen Zugspannung kaum, wobei die Repulsionskraft des Bahnenmaterials gegen Schrumpfung zum Ausüben der Zugspannung ausgenutzt wird. Geeignete wärmeisolierende Materialien sind beispielsweise eine Nylonschicht, eine Bakelitschicht, ein anorganisches Laminat mit einer Glasfaserbasis (z.B. Miolex^®), Silikongummi oder -schwamm und Fluorgummi oder -schwamm. Darunter sind solche Materialien bevorzugt, die eine große Wärmebeständigkeit und eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzen, z.B. Materialien mit einer Wärmeleitfähigkeit von höchstens 2 W/mK und vorzugsweise von höchstens 0,1 W/mK, deren Oberflächentemperatur um 10 bis 20°C niedriger bleibt als diejenige der Vorsprünge, wodurch wirksam verhindert wird, dass die wärmeschrumpfbaren Fasern schrumpfen. Das wärmeisolierende Material hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 1 bis 3 mm, um die vorstehend beschriebenen Eigenschaften zu erhalten.
Die Zugspannung wird weiterhin ausgeübt, nachdem das Bahnenmaterial 102 die Prägemaschine 120 durchlaufen hat, bis die Temperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern unter die Schrumpfungsstarttemperatur T_S absinkt. D.h., die Zugspannung in Maschinenrichtung (MD) wird weiterhin ausgeübt, indem veranlaßt wird, dass die Drehzahl der Zugspannungswalzen 123 und 124 höher ist als diejenige der Walzen der Prägemaschine 120. Die Zugspannung in Querrichtung (CD) wird weiterhin ausgeübt, indem das Bahnenmaterial (aus dem ein Vliesstoff hergestellt worden ist) über große Kontaktwinkel um die Zugspannungswalzen 123 und 124 geführt wird, um zu veranlassen, dass das Bahnenmaterial weniger rutschanfällig ist, wobei die Repulsionskraft des Bahnenmaterials gegen Schrumpfung ausgenutzt wird, um eine Zugspannung zu erzeugen. Die Wirkung der Zugspannungswalzen 123 und 124 zum Unterdrücken von Schrumpfung kann verstärkt werden, indem die Oberfläche der Zugspannungswalzen aus einem Material hergestellt wird, durch das eine große Reibungskraft bezüglich des Bahnenmaterials erzeugt wird. Die schrumpfungsunterdrükkende Wirkung kann durch die Verwendung von zwei oder Mehr Zugspannungswalzen weiter verbessert werden. Die schrumpfungsunterdrückende Wirkung kann durch Kühlen der Zugspannungswalzen 123 und 124 zum Beschleunigen der Kühlung des Bahnenmaterials 102 noch weiter verbessert werden. Anstatt die Zugspannungswalzen 123 und 124 zu kühlen, können auch die Walzen 125 und 126, um die das Bahnenmaterial geführt wird, stromabwärts von den Zugspannungswalzen 123 und 124 gekühlt werden, wie in 7 dargestellt ist. Eine Zugspannung in Querrichtung CD kann auch unter Verwendung einer bei der Herstellung gestreckter Filme verwendeten Spannvorrichtung ausgeübt werden, z.B. einer Stift-Spannvorrichtung oder einer Klemm-Spannvorrichtung.
Nachdem die Temperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern unter die Schrumpfungsstarttemperatur abgesunken ist, tritt bei nicht ausgeübter Zugspannung keine Schrumpfung auf. Dadurch wird ein wärmeschrumpfbarer Vliesstoff 101 erhalten. Die Prägemaschine, die aus im vorstehend erwähnten Verfahren verwendeten Walzen besteht, ist dazu geeignet, einen Vliesstoff mit kontinuierlicher Länge herzustellen. An Stelle der bei der Herstellung von geschnittenen Vliesstofflagen verwendeten Walzen-Prägemaschine ist auch eine Platten-Prägemaschine verwendbar.
Gegebenenfalls kann der erhaltene wärmeschrumpfbare Vliesstoff gemäß einem endgültigen Anwendungszweck einer Nachbehandlung unterzogen werden, z.B. einem Ultraschallverbindungsprozeß, einem Prägeprozeß bei Temperaturen, die niedriger sind als die Schrumpfungsstarttemperatur, oder einem Perforierprozeß.
Die erfindungsgemäße Oberschicht für absorbierende Artikel ist als Oberschicht für absorbierende Artikel geeignet, die eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht und ein zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnetes Absorptionselement aufweisen. Derartige absorbierende Artikel sind beispielsweise Damenbinden, Wegwerfwindeln, Inkontinenzauflagen und Slipeinlagen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf Beispiele ausführlicher beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Beispiel 1
(1) Herstellung des die erste Faserlage bildenden Materials
Verschmelzbare konjugierte Core-Sheath-Fasern, die aus einem Polyethylenterephthalatkern und einem Polyethylenmantel bestehen, wobei das Kern/Mantel-Gewichtsverhältnis 5/5 beträgt, und mit einer Feinheit von 2,2 dtex und einer Faserlänge von 51 mm (NBF-SH, erhältlich von Daiwabo Co., Ltd., nachstehend als wärmeschrumpfbare Fasern A bezeichnet) wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert und bei 120°C wärmebehandelt, um einen Vliesstoff mit einem spezifischen Gewicht von 15 g/m² herzustellen.
(1) Herstellung des die zweite Faserlage bildenden Materials
Selbstkräuselnde Fasern, die wärmeschrumpfbare konjugierte Core-Sheath-Fasern waren, die aus einem Ethylen-Propylen-(EP) Random-Copolymerkern und einem Polypropylen(PP)mantel bestanden und eine Feinheit von 2,2 dtex und eine Schrumpfungsstarttemperatur T_S von 90°C aufwiesen (erhältlich von Daiwabo Co., Ltd., nachstehend als schrumpfbare Fasern B bezeichnet) wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert. Das Bahnenmaterial wurde durch eine Heißprägemaschine geprägt, die aus einer Gravurwalze und einer glatten Walze bestand (wobei die Oberflächentemperatur der Gravurwalze 145°C betrug). Die Schrumpfung des Bahnenmaterials wurde durch Ausüben einer Zugspannung in Maschinenrichtung auf das Bahnenmaterial unterdrückt, bis die Temperatur der selbstkräuselnden konjugierten Fasern im Bahnenmaterial niedriger war als die Wärmeschrumpfungsstarttemperatur T_S der selbstkräuselnden konjugierten Fasern.
Die Gravurwalze hatte bei diesem Prägeprozeß ein in 4(a) dargestelltes punktförmiges Prägemuster, bei dem die Punkte (Vorsprünge) jeweils kreisförmig ausgebildet waren und eine Prägefläche von 0,0055 cm² aufwiesen und in einem Abstand von 1,4 mm (P1 und P2) sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung angeordnet waren, um ein Gesamtprägeflächenverhältnis von 28% bereitzustellen. Der erhaltene heißgeprägte Vliesstoff hatte ein spezifisches Gewicht von 20 g/m².
(3) Herstellung einer Oberschicht
Die gemäß den vorstehenden Punkten (1) und (2) hergestellten Vliesstoffe wurden übereinander angeordnet und durch eine Heißprägemaschine geführt, die aus einer Gravurwalze und einer glatten Walze bestand, um sie miteinander zu verbinden. Die Temperatur der Gravurwalze wurde auf 155°C eingestellt. Die Gravurwalze wies Vorsprünge auf, die jeweils kreisförmig ausgebildet waren und eine Prägefläche von 0,047 cm² aufwiesen und in einem Abstand von 7 mm (P1 und P2) sowohl in Maschinenrichtung als auch in Querrichtung und in einem Abstand von 5 mm (P3) in einem Winkel von 45° zur Maschinen- und zur Querrichtung angeordnet waren, wodurch insgesamt das in 4(b) dargestellte Muster erhalten wird. Das Gesamtprägeflächenverhältnis betrug 7,2%.
Die vier Seiten des erhaltenen Laminats aus den beiden Vliesstoffen wurde auf den Stiften einer Stift-Spannvorrichtung fixiert, die auf die Fläche eingestellt war, auf die das Laminat geschrumpft werden sollte, so dass das Laminat nicht übermäßig (mehr als spezifiziert) schrumpfen konnte. Das auf der Stift-Spannvorrichtung fixierte Laminat wurde in einem Trockner bei einer Temperatur von 130°C für 1 bis 3 Minuten wärmebehandelt, um eine Oberschicht mit einem spezifischen Gewicht von 60 g/m² zu erhalten.
Beispiel 2
Nicht-wärmeschrumpfbare Fasern A und wärmeschrumpfbare Fasern B wurden mit einem A:B-Gewichtsverhältnis von 85:15 gemischt. Die gemischten Fasern wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert, das bei 120°C wärmebehandelt wurde, um einen Vliesstoff mit einem spezifischen Gewicht von 15 g/m² als das die erste Faserlage bildende Material herzustellen. Eine Oberschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das in Beispiel 2 erhaltene, die erste Faserlage bildende Material verwendet wurde.
Beispiel 3
Nicht-wärmeschrumpfbare Fasern A und wärmeschrumpfbare Fasern B wurden mit einem A:B-Gewichtsverhältnis von 70:30 gemischt. Die gemischten Fasern wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert, das bei 120°C wärmebehandelt wurde, um einen Vliesstoff mit einem spezifischen Gewicht von 15 g/m² als das die erste Faserlage bildende Material herzustellen. Eine Oberschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das in Beispiel 3 erhaltene, die erste Faserlage bildende Material verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Wärmeschrumpfbare Fasern B wurden zu einem Bahnenmaterial mit einem spezifischen Gewicht von 35 g/m² kardiert. Eine Oberschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das in Vergleichsbeispiel 1 erhaltene, nicht-geprägte Bahnenmaterial als ein die zweite Faserlage bildendes Material verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Oberschicht wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass ein Spunbond-Vliesstoff, der ausschließlich aus Polypropylenfasern besteht und ein spezifisches Gewicht von 12 g/m² hat, als ein die erste Faserlage bildendes Material verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 3
Der als Oberschicht in einer herkömmlichen Damenbinde des Typs Laurier Sarasara Cushion Slim (ohne Flügel) von Kao Corp. (nachstehend durch ihre Handelsbezeichnung "Laurier UN-f-11" bezeichnet) verwendete Vliesstoff wurde getestet. Diese Oberschicht weist konjugierte Core-Sheath-Fasern auf, die aus einem Polyethylenterephthalatkern und einem Polyethylenmantel bestehen, deren Kern/Mantel-Gewichtsverhältnis 5/5 beträgt und die eine Feinheit von 2,2 dtex und eine Fa serlänge von 51 mm aufweisen und aus denen durch einen Luftdurchblasprozeß ein Vliesstoff hergestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 4
Das als Oberschicht in einer herkömmlichen Damenbinde des Typs Laurier Dry-up Mesh Regular (Handelsbezeichnung Laurier DR-h-114) von Kao Corp. verwendete perforierte Filmmaterial wurde getestet. Diese Oberschicht wies einen perforierten Harzfilm aus Polyethylen auf.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Oberschichten wurden hinsichtlich ihres spezifischen Gewichts, der scheinbaren Dicke t1 und der Faserdichte d1 der ersten Faserlage, der scheinbaren Dicke t2 und der Faserdichte d2 der zweiten Faserlage, der Verformung in Dikkenrichtung pro 1 gf/cm² bei einer Kompressionslast von 10 gf/cm², des Oberflächenweißheitsgrades L1 und des Rotplattendeckverhältnisses untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die Eigenschaften der in einer Damenbinde (absorbierender Artikel) verwendeten Oberschicht wurden folgendermaßen bewertet.
(a) Herstellung einer Damenbinde
Damenbinden mit der gleichen Struktur wie Laurier UN-f-11 (Kao Corp.) wurden folgendermaßen hergestellt. Die gemäß der vorstehenden Beschreibung hergestellte Oberschicht und ein Polyethylenfilm als Unterschicht (eine im Artikel Laurier UN-f-11 verwendete Unterschicht) wurden auf der Oberseite bzw. der Unterseite eines Absorptionselements angeordnet (des im Artikel Laurier UN-f-11 verwendeten Elements; Dicke: 4,5 mm; ein Aggregat aus 200 g/m² Papierstaubmasse und 40 g/m² Acrylsäure-Natriumacrylat-Copolymer als absorbierendes Polymer, das in einem Saugpapier mit einem spezi fischen Gewicht von 16 g/m² eingewickelt war). Es wurden eine auslaufverhindernde Nut und eine Umfangsdichtung ausgebildet, um eine Damenbinde herzustellen.
(b) Oberflächenweißheitsgrad La eines absorbierenden Artikels vor einer Absorption
Der Oberflächenweißheitsgrad La eines absorbierenden Artikels (Damenbinde) vor der Absorption wurde durch ein Farbdifferenzmeßgerät SZ-Σ80 von Nippon Denshoku Industries, Co., Ltd. auf die gleiche Weise wie für den Oberflächenweißheitsgrad L1 der Oberschicht gemessen, außer dass die Damenbinde auf einem Glashalter angeordnet wurde, wobei die Oberschichtseite der Lichtquelle zugewandt war.
(c) Oberflächenweißheitsgrad Lb des absorbierenden Artikels nach einer Absorption
Künstliches Blut wird folgendermaßen hergestellt. In einen 2 Liter-Behälter werden 1500 g ionenausgetauschtes Wasser eingefüllt, und 5,3 g Natriumcarboxymethylzellulose (CMC-Na, erhältlich von Kanto Kagaku K. K.) wird durch Rühren durch einen Magnetrührer darin verrührt bzw. gelöst. Getrennt davon werden 556 g ionenausgetauschtes Wasser in einen 1 Liter-Behälter eingefüllt, und 27,0 g Natriumchlorid und 12 g Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₂, erhältlich von Kanto Kagaku) werden durch Rühren durch einen Rührer darin verrührt bzw. gelöst. Die beiden erhaltenen Lösungen und 900 g Glycerin werden durch Rühren in einem 3 Liter-Behälter miteinander vermischt.
Dem Gemisch werden 15 ml einer wässerigen Lösung aus einem nichtionisierenden grenzflächenaktiven Stoff "Emulgen 935" (erhältlich von Kao Corp.) mit einer Konzentration von 1 g/l (grenzflächenaktiver Stoff/Wasser) und 0,3 g Red #2 (hergestellt von Daiwa Kasei K. K. und erhältlich von Aisen KK. K und Hodogaya Chemical Co., Ltd.) beigemischt, woraufhin ein Rührvorgang ausgeführt wird. Das Gemisch wird durch Saugen durch einen Glasfilter gefiltert, um künstliches Blut herzustellen.
Künstliches Blut kann auch unter Verwendung von von dem vorstehend erwähnten grenzflächenaktiven Stoff verschiedenen nichtionisierenden grenzflächenaktiven Stoffen hergestellt werden, wobei die gleichen Ergebnisse erzielt werden. Die Menge des grenzflächenaktiven Stoffs sollte jedoch so eingestellt werden, dass der Kontaktwinkel des künstlichen Blutes innerhalb des Bereichs 35–40° bezüglich der Oberfläche einer Glasplatte liegt. Der Kontaktwinkel wird durch Messen eines Kontaktwinkels des künstlichen Blutes bezüglich der (durch Ethanol gereinigten) Glasoberfläche unter Verwendung einer Kontaktwinkelmeßvorrichtung erhalten (hergestellt durch Kyowa Interface Science Co., Ltd., Face Contact Angle Meter Typ CA-A).
Sechs Gramm des in einen 10 ml-Behälter eingefüllten Blutes wurden durch ein Gießwerkzeug vorsichtig auf die Oberschichtseite eines absorbierenden Artikels gegossen, dessen Oberflächenweißheitsgrad gemessen worden ist. Das Gießwerkzeug besteht aus einer Acrylplatte (100 mm × 200 mm × 8 mm (t)) mit einer Durchgangsöffnung mit einem Durchmesser von 10 mm in ihrer Mitte und einem Hohlzylinder, der aus einem Zylinder mit einem kleineren Innendurchmesser von 10 mm und einem Zylinder mit einem größeren Innendurchmesser von 22 mm besteht, die über einen Verbindungsabschnitt, der sich unter einem Winkel von 45° bezüglich der Achse der Zylinder verjüngt, in Serie miteinander verbunden sind, wobei das Ende des Zylinders mit kleinerem Durchmesser konzentrisch mit der Durchgangsöffnung der Acrylplatte verbunden ist. Das Gießwerkzeug wird auf dem absorbierenden Artikel angeordnet, wobei die Durchgangsöffnung an der Mitte der Länge und der Breite des absorbierenden Artikels angeordnet wird. Künstliches Blut (6 g) wird über eine Zeitdauer von etwa 5 Sekunden in die Öffnung des Zylinders mit größerem Durchmesser eingegossen und von der Öffnung in der Platte ausgegeben. Nach dem Gießvorgang wird der absorbierende Artikel für 120 Sekunden stehen gelassen, woraufhin der Oberflächenweißheitsgrad Lb auf die gleiche Weise wie für den La-Wert (L-Wert vor der Absorption) gemessen wird.
Es wurde eine Differenz (La – Lb) zwischen La und Lb bestimmt. Die gemessenen Werte La und Lb und die Differenz (La – Lb) sind in Tabelle 1 dargestellt.
Lb (Oberflächenweißheitsgrad nach Absorption) ist ein Parameter, der darstellt, inwieweit aufgesaugtes Menstruationsblut weniger sichtbar ist, was insbesondere für den Mittenabschnitt eines der Vaginalöffnung eines Trägers zugewandten Absorptionselements wichtig ist. Ein höherer Lb-Wert bedeutet, dass weniger Restflüssigkeit in der Oberflächenlage der Oberschicht verbleibt. Ein Lb-Wert von 60 oder mehr entspricht herkömmlichen filmförmigen Oberschichten hinsichtlich des Farbdeckvermögens, d.h. des Sauberkeitseindrucks.
Eine kleinere Differenz zwischen La (L-Wert vor Absorption) und Lb (L-Wert nach Absorption) zeigt an, dass die Flüssigkeit weniger wahrscheinlich in der Oberflächenlage verbleibt, wodurch ein saubererer Eindruck entsteht und in geringerem Maße Einnässung oder Hautausschläge verursacht werden. (La – Lb)-Werte von 40 oder mehr zeigen an, dass die Flüssigkeit wesentlich durchsickert und in der Oberflächenlage verbleibt.
(d) Restflüssigkeitsmenge
Die in der Oberschicht verbleibende Restflüssigkeitsmenge wurde folgendermaßen gemessen, um die Flüssigkeitsbe wegung von der Oberschicht zum Absorptionselement zu bestimmen. Ein kleinerer Wert zeigt eine glattere Flüssigkeitsbewegung zum Absorptionselement an.
Ein hygienisches Kleidungsstück (Laurier Shorts, Standardgröße L, erhältlich von Kao Corp.) mit einer an einem Schrittabschnitt davon angebrachten Damenbinde wurde auf einem weiblichen Körpermodel, das von Takaken K. K. erhältlich ist, angeordnet. Die in der Damenbinde verwendete Oberschicht, die eine Schnittgröße von 80 mm × 100 mm hatte, wurde im voraus gewogen. Nachdem das Modell in Betrieb genommen wurde, so dass es eine Gehbewegung mit 100 Schritten/min für 1 Minute ausführte, wurden 2 g defibriniertes Pferdeblut (erhältlich von Nippon Biotest Lab.) mit einer Rate von 0,13 g/s in die Damenbinde gegossen, und das Modell wurde für eine Zeitdauer von 29 Minuten weiterhin im gleichen Gehmodus betrieben. Nach dem Test wurde die Oberschicht erneut gewogen. Die Gewichtszunahme der Oberschicht entspricht der in der Oberschicht verbleibenden Restflüssigkeitsmenge. Der Test wurde dreimal ausgeführt, um einen Mittelwert zu erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
(e) Beständigkeit gegen Aufbauschen und Faltenbildung
Jede der Oberschichten der Beispiele und der Vergleichsbeispiele, die auf eine Größe mit einer Breite von 75 mm und einer Länge von 180 mm geschnitten wurden, wurde auf einem Vliesstoff des Typs Laurier UN-f-11 (Kao Corp.) angeordnet, von dem die Oberschicht entfernt worden ist, und als Damenbinde 5 mm breit an jedem Seitenrand des Absorptionselements nach innen an drei Positionen angeheftet: an der Vorderseite, in der Mitte und an der Rückseite (an insgesamt 6 Positionen).
Die derart vorbereitete Damenbinde wurde an einem hygienischen Kleidungsstück (Laurier Standards Shorts, erhält lich von Kao Corp.) angeheftet, und das Kleidungsstück wurde auf dem gleichen weiblichen Körpermodell angeordnet, das bezüglich des vorstehend erwähnten Punkts (d) verwendet wurde. Das Modell wurde in Betrieb genommen, so dass es eine Gehbewegung ausführte. Eine Minute später wurden 6 g gefärbtes Wasser mit einer Rate von 2 g/15 s in die Damenbinde gegossen, und das Modell wurde für weitere 30 Minuten in einem Gehmodus betrieben. Die Damenbinde wurde entfernt, und ihr Oberflächenzustand wurde durch sieben weibliche Testpersonen hinsichtlich des Aufbauschungs- und Faltungsbildungsgrades gemäß dem folgenden Standard bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Bewertungsstandard:

A:

Keine Aufbauschungung und keine Faltenbildung.

B:

Aufbauschung und Faltenbildung in akzepierbarem Grad.

C:

Wesentliche Aufbauschung und Faltenbildung.

Tabelle 1
Nachstehend wird das Verfahren zum Herstellen des wärmeschrumpfbaren Vliesstoffs näher beschrieben, der im erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen der Oberschicht für absorbierende Artikel als das die zweite Faserlage bildende Material mit verdichteten Abschnitten vorzugsweise verwendet wird.
Herstellungsbeispiel 1
Selbstkräuselnde Fasern, die konjugierte Core-Sheath-Fasern waren, die aus einem Ethylen-Propylen-(EP) Random-Copolymerkern und einem Polypropylen(PP)mantel bestanden und eine Wärmeschrumpfungsstarttemperatur T_S von 90°C aufwiesen (erhältlich von Daiwabo Co., Ltd.), wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert, dessen spezifisches Gewicht in der folgenden Tabelle 2 dargestellt ist. Das Bahnenmaterial wurde durch eine Heißprägemaschine, die aus einer Gravurwalze und einer glatten Walze bestand, mit einer in Tabelle 1 dargestellten Verarbeitungsgewschwindigkeit heißgeprägt. Andere Heißprägebedingungen sind in Tabelle 2 dargestellt. Der Kontaktwinkel des Bahnenmaterials mit der glatten Walze betrug 0°. Das Prägemuster der Gravurwalze ist in 9 dargestellt. Es wurde eine Zugspannung in Maschinenrichtung auf das Bahnenmaterial ausgeübt, als das Bahnenmaterial die Heißprägemaschine durchlief und auch danach, bis die Temperatur der selbstkräuselnden Fasern des Bahnenmaterial auf die Schrumpfungsstarttemperatur T_S der selbstkräuselnden Fasern abgenommen hatte. Die Zugspannung in Maschinenrichtung wurde durch ein Paar Zugspannungswalzen ausgeübt, die stromabwärts von der Prägemaschine angeordnet waren. Die Drehzahl der Zugspannungswalzen wurde auf einen höheren Wert eingestellt als diejenige der Walzen der Prägemaschine. Das spezifische Gewicht des erhaltenen geprägten Vliesstoffs ist in Tabelle 2 dargestellt.
Herstellungsbeispiel 2
Ein heißgeprägter Vliesstoff wurde auf die gleiche Weise erhalten wie im Herstellungsbeispiel 1, außer dass das Bahnenmaterial über einen Kontaktwinkel von 60° um die glatte Walze geführt wurde und die anderen Heißprägebedingungen gemäß Tabelle 2 geändert wurden. Das spezifische Gewicht des erhaltenen Vliesstoffs ist in Tabelle 2 dargestellt.
Referenzbeispiel 1
Die gleichen selbstkräuselnden Fasern, die im Herstellungsbeispiel 1 verwendet wurden, wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert, dessen spezifisches Gewicht in Tabelle 2 dargestellt ist. Das Bahnenmaterial wurde durch einen Wasserstrahl mit einer in Tabelle 2 dargestellten Verarbeitungsgeschwindigkeit vernadelt, um einen Spunlace-Vliesstoff herzustellen.
Referenzbeispiel 2
Die gleichen selbstkräuselnden Fasern, die im Herstellungsbeispiel 1 verwendet wurden, wurden zu einem Bahnenmaterial kardiert, dessen spezifisches Gewicht in Tabelle 2 dargestellt ist.
Auswertung:

(i) Die Zugfestigkeit des gemäß den Herstellungsbeispielen und den Referenzbeispielen hergestellten Vliesstoffs und Bahnenmaterials in Maschinenrichtung wurde gemessen. Die prozentuale Schrumpfung dieser Proben wurde folgendermaßen gemessen. Die Erholung in Maschinen- und in Querrichtung nach einer 50%-Dehnung der geschrumpften Vliesstoffe und des Bahnenmaterials wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Messung der prozentualen Schrumpfung
Dem Vliesstoff oder Bahnenmaterial wurde durch Zuführen von Heißluft mit 130°C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 m/s für 30 s ermöglicht zu schrumpfen. Die prozentuale Schrumpfung wurde anhand der Flächen vor und nach dem Schrumpfen gemäß der Gleichung (Fläche vor der Schrumpfung – Fläche nach der Schrumpfung)/(Fläche vor der Schrumpfung) × 100 berechnet. Die vorstehende Erholung nach einer Dehnung wurde bezüglich des derart erhaltenen geschrumpften Vliesstoffs und des Bahnenmaterials gemessen.
Tabelle 2
Wie anhand der in Tabelle 2 dargestellten Ergebnisse ersichtlich ist, wiesen die gemäß den Herstellungsbeispielen hergestellten verschmolzenen oder heißgeklebten Vliesstoffe eine hohe Wärmeschrumpfbarkeit auf und waren nach dem Schrumpfen hochgradig dehn- und komprimierbar. Außerdem ist ersichtlich, dass sich das spezifische Gewicht der heißgeprägten Vliesstoffe der Herstellungsbeispiele bezüglich den Ausgangs-Bahnenmaterialien kaum änderte, was zeigt, dass die wärmeschrumpfbaren Fasern durch das Heißprägen nicht geschrumpft sind. Der Spunlace-Vliesstoff von Referenzbeispiel 1 zeigte ebenfalls eine hohe Schrumpfbarkeit und war nach dem Schrumpfen hochgradig dehn- und komprimierbar, allerdings war die Verarbeitungsgeschwindigkeit niedrig, d.h. die Produktivität war gering. Das kardierte Bahnenmaterial von Referenzbeispiel 2 war für eine praktische Anwendung zu schwach.
Die in den Herstellungsbeispielen erhaltenen wärmeschrumpfbaren Vliesstoffe wiesen eine ausreichende Festigkeit für eine geeignete Handhabung auf. D.h., sie werden von einer Vorratsrolle gleichmäßig geführt und auf einer Transporteinheit glatt transportiert. Sie können mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden, und das spezifische Gewicht kann von einem kleinen bis zu einem großen spezifische Gewicht beliebig gewählt werden. Außerdem haben die wärmeschrumpfbaren Vliesstoffe auch nach der Schrumpfung eine ausgezeichnete Textur.
Die in einem absorbierenden Artikel verwendete erfin dungsgemäße Oberschicht muss nicht immer Vorsprünge 4 auf der gesamten Oberfläche seiner Seite aufweisen, die mit einem Träger in Kontakt gebracht wird. Beispielsweise weist die in 10 dargestellte Damenbinde 20 eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 10, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 30 und ein zwischen den beiden Schichten angeordnetes flüssigkeitsspeicherndes Absorptionselement 40 auf, wobei die Oberschicht 10 einen unebenen Bereich 11 mit einer großen Anzahl von Vorsprüngen 4 in einem regelmäßigen Muster und einen weniger unebenen Bereich 12 mit Vorsprüngen aufweist, die weitaus niedriger sind als die Vorsprünge 4. Die Vorsprünge 4 im unebenen Bereich 11 werden durch teilweises Verbinden eines eine erste Faserlage bildenden Materials und eines eine zweite Faserlage bildenden Materials gebildet (wärmeschrumpfbarer Vliesstoff, der wärmeschrumpfbare Fasern enthält, wobei ein Teil seiner Fasern durch Heißprägen zu verdichteten Abschnitten verschmolzen ist), woraufhin ein Schrumpfungsprozeß ausgeführt wird, um das die erste Faserlage bildende Material in von den Verbindungsstellen zwischen dem die erste Faserlage bildenden Material und dem die zweite Faserlage bildenden Material verschiedenen Abschnitten anzuheben. Der weniger unebene Bereich 12 ist ein Bereich des verbundenen Materials, in dem das die zweite Faserlage bildende Material nicht ausreichend geschrumpft ist. Die Vorsprünge im weniger unebenen Bereich 12, die eine wesentlich geringere Höhe haben als die Vorsprünge 4 des unebenen Bereichs 11, sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Damenbinde 20 ist entlang ihrer Längsrichtung in drei Abschnitte geteilt: einen vorderen Abschnitt A, einen Mittenabschnitt B, dessen Mitte in Breitenrichtung der Vaginalöffnung eines Trägers zugewandt ist, und einen hinteren Abschnitt C, wobei der unebene Bereich 11 im Mittenabschnitt B angeordnet ist, d.h. in der Breitenrichtung in der Mitte des Mittenabschnitts B, der auf der Vaginalöffnung angeordnet werden soll. Der weniger unebene Bereich 12 ist derart angeordnet, dass er den unebenen Bereich 11 umschließt.
Die in 11(a) dargestellte Damenbinde weist den unebenen Bereich 11 an beiden Seiten entlang ihrer Längsrichtung und den weniger unebenen Bereich 12 zwischen den beiden unebenen Bereichen 11 auf. Die in 11(b) dargestellte Damenbinde weist den unebenen Bereich 11 im hinteren Abschnitt C und den weniger unebenen Bereich 12 in den anderen Abschnitten auf.
Die erfindungsgemäße Oberschicht kann an nur einen Teil der Oberfläche eines absorbierenden Artikels, z.B. am Mittenabschnitt, an Seitenabschnitten oder am hinteren Abschnitt, angebracht werden.
Die erfindungsgemäße Oberschicht ist in der Lage, Körperfluids, z.B. Menstruationsblut und Urin, zu einem darunterliegenden Absorptionselement durchzulassen, und die Oberschicht ist weich und bildet kaum Büschel oder Falten.
Es ist offensichtlich, daß die so beschriebene Erfindung auf die verschiedensten Arten variiert werden kann. Solche Variationen stellen keine Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung dar, da alle solchen Modifikationen, die für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich sind, vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche umfaßt sind.

Claims

Oberschicht für einen absorbierenden Artikel, mit: einer auf der Seite eines Trägers angeordneten ersten Faserlage (1) und einer auf der Seite eines Absorptionselements angeordneten zweiten Faserlage (2), wobei die erste Faserlage und die zweite Faserlage an Verbindungsstellen (3) in einem vorgegebenen Muster teilweise miteinander verbunden sind, wobei jede Verbindungsstelle (3) diskret ist, wobei die erste Faserlage (1) auf der Seite eines Trägers Vorsprünge (4) in von den Verbindungsstellen (3) verschiedenen Abschnitten aufweist, und wobei die zweite Faserlage (2) ein Faseraggregat ist, das wärmeschrumpfbare Fasern aufweist, und wärmegeschrumpfte Abschnitte (5), die geschrumpft worden sind, und verdichtete Abschnitte aufweist, in denen eine Wärmeschrumpfung unterdrückt worden ist, wobei die verdichteten Abschnitte (6) in einem kleineren Abstand angeordnet sind als die Verbindungsstellen (3), so dass die Oberschicht mindestens einen verdichteten Abschnitt (6) pro Vorsprung (4) aufweist.
Oberschicht für einen absorbierenden Artikel nach Anspruch 1, wobei die verdichteten Abschnitte (6) durch Heißprägen des Faseraggregats vor dem Wärmeschrumpfen ausgebildet werden.
Oberschicht für einen absorbierenden Artikel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbindungsstellenmuster Rechtecke bildet, wobei jedes Rechteck die Verbindungsstellen (3) an den vier Ecken aufweist.
Oberschicht für einen absorbierenden Artikel nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die einzelnen verdichteten Abschnitte (6) ein regelmäßiges Punktmuster bilden.
Oberschicht für einen absorbierenden Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Faserlage (2) 30 bis 100 Gew.-% wärmeschrumpfbare Fasern und die erste Faserlage (1) 50 bis 100 Gew.-% Fasern aufweist, die bei der Schrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern nicht schrumpfen, und ferner wärmeschrumpfbare Fasern aufweist, deren Anteil 0 bis 1 Gew.-% geringer ist als der Anteil der wärmeschrumpfbaren Fasern der zweiten Faserlage.
Oberschicht für einen absorbierenden Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Faserlage (1) eine scheinbare Dicke t1 von 0,1 bis 3 mm, die zweite Faserlage (2) eine scheinbare Dicke t2 von 0,2 bis 1,5 mm und die Oberschicht ein gesamtes spezifisches Gewicht von 20 bis 80 g/m² aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Oberschicht (10) für einen absorbierenden Artikel, mit einer auf der Seite eines Trägers angeordneten ersten Faserlage (1) und einer auf der Seite eines Absorptionselements angeordneten zweiten Faserlage (2), wobei die erste Faserlage und die zweite Faserlage an Verbindungsstellen (3) in einem vorgegebenen Muster teilweise miteinander verbunden sind, wobei die erste Faserlage (1) auf der Seite eines Trägers Vorsprünge (4) in von den Verbindungsstellen (3) verschiedenen Abschnitten aufweist, und wobei die zweite Faserlage (2) ein Faseraggregat ist, das wärmeschrumpfbare Fasern aufweist, und wärmegeschrumpfte Abschnitte (5), die geschrumpft worden sind, und verdichtete Abschnitte aufweist, in denen eine Wärmeschrumpfung unterdrückt worden ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Heißprägen eines Faseraggregats, das wärmeschrumpfbare Fasern aufweist, um ein eine zweite Faserlage bildendes Material mit verdichteten Abschnitten (6) herzustellen, die in einem kleineren Abstand angeordnet sind als die Verbindungsstellen (3), so dass die Oberschicht mindestens einen verdichteten Abschnitt (6) pro Vorsprung (4) aufweist; Überlagern eines Faseraggregats als ein eine erste Faserlage bildendes Material auf einer Seite des die zweite Faserlage bildenden Materials; teilweises Verbinden des die erste Faserlage bildenden Materials und des die zweite Faserlage bildenden Materials; und Schrumpfen des die zweite Faserlage bildenden Materials durch eine Wärmebehandlung.
Verfahren zur Herstellung einer Oberschicht (10) für einen absorbierenden Artikel nach Anspruch 7, wobei das wärmeschrumpfbare Fasern enthaltende Faseraggregat ein Bahnenmaterial (102) ist, und wobei der Schritt zum Herstellen des die zweite Faserlage bildenden Materials mit verdichteten Abschnitten durch teilweises Verschmelzen der Fasern des Bahnenmaterials (102) bei oder oberhalb der Schrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern durch eine Heißprägemaschine (120) ausgeführt wird, während eine Zugspannung auf das Bahnenmaterial ausgeübt wird; und Aufrechterhalten der auf das Bahnenmaterial ausgeübten Zugspannung, nachdem das Bahnenmaterial die Heißprägemaschine durchlaufen hat, bis die Temperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern des Bahnenmaterial niedriger geworden ist als die Schrumpfungsstarttemperatur der wärmeschrumpfbaren Fasern.
Verfahren zur Herstellung einer Oberschicht (10) für einen absorbierenden Artikel nach Anspruch 8, wobei die Heißprägemaschine (120) aus einer Gravurwalze (121) und einer glatten Walze (122) besteht, und wobei die Zugspannung auf das Bahnenmaterial ausgeübt wird, indem das Bahnenmaterial unter einem Kontaktwinkel von mindestens 30° um die glatte Walze geführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Oberschicht (10) für einen absorbierenden Artikel nach Anspruch 9, wobei die Gravurwalze (121) ein auf Vertiefungen davon aufgebrachtes wärmeisolierendes Material aufweist.