DE69621343T2

DE69621343T2 - Perforierte filme mit der fähigkeit flüssigkeiten spontan durchzulassen

Info

Publication number: DE69621343T2
Application number: DE69621343T
Authority: DE
Inventors: Mal Phillips
Original assignee: Clemson University Research Foundation (CURF)
Current assignee: Clemson University Research Foundation (CURF)
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2002-09-05
Anticipated expiration: 2016-10-12
Also published as: JPH11514406A; WO1997014388A1; US5648142A; EP0857050B1; EP1159944A2; ES2176498T3; DE69621343D1; EP0857050A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft allgemein absorbierende Produkte und spezieller absorbierende Produkte mit Deckfolien, die aus Folien mit Öffnungen hergestellt sind, welche frei Flüssigkeiten zu der Rückseite der Deckfolie transportieren und verteilen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Absorbierende Erzeugnisse zur Aufnahme und Zurückhaltung von Körperflüssigkeiten sind wohlbekannt. Sie sind typisch aus einer Deckfolie aus einer Polymerfolie mit Öffnungen oder Perforationen, einem absorbierenden Kern und einer unteren Folie oder äußeren Schicht aus einem flüssigkeitsundurchlässigem Material zur Zurückhaltung von Flüssigkeiten aufgebaut. Die Deckfolie steht mit dem Körper in Kontakt und nimmt als erste die Körperflüssigkeiten auf, die durch die Öffnungen in den absorbierenden Kern dringen. Die untere Folie verhindert, daß die Flüssigkeiten im Kern aus den absorbierenden Erzeugnissen auslecken.
Das US-Patent Nr. 3,929,135 an Thompson offenbart ein absorbierendes Erzeugnis mit einer Deckfolie mit verjüngten Kapillaren. Jede Kapillare weist eine Basis in der Ebene der Folie und einen Scheitel entfernt von der Ebene der Folie auf. Die Scheitel stehen in innigem Kontakt mit einem absorbierenden Kern. Das US-Patent Nr. 4,634,440 an Windlund et al. offenbart eine Deckfolie mit Öffnungen mit geraden Kanälen, die entlang ihrer gesamten Länge eine gleichförmige Weite aufweisen. Die Enden der Kanäle, die von der Deckfolie weg hervorspringen, weisen Fasern aus, die sich darin erstrecken und die Kanäle mit einem absorbierenden Kern verbinden.
Die absorbierenden Kerne bestehen typisch aus einem Material mit einer hohen Kapillar-Saugwirkung, wie einem Flusenzellstoff. Damit diese Strukturen Flüssigkeit wirksam übertragen, muß das Material mit höherer Kapillar-Saugwirkung in Kontakt mit den Scheiteln der Kapillaren oder den Enden der Kanäle stehen. Dies wird typisch bewerkstelligt, indem der absorbierende Kern an der Rückseite der Deckfolie anhaftet. Jedoch findet sehr häufig eine unerwünschte Trennung der Folie und des absorbierenden Kerns statt, welche verursacht, daß das Produkt seine Aufgabe nicht richtig erfüllt. Die Flüssigkeit wandert zu den unteren Enden der Kapillaren und stoppt dort, dann bildet sich überschüssige Flüssigkeit auf der Vorderseite der Deckfolie auf, und aufgrund des Flüssigkeitsablaufs findet ein Lecken statt, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die EP-A-0 304 617 beschreibt ein Oberflächenmaterial für Hygieneerzeugnisse. Insbesondere kann ein Hygieneerzeugnis ein Absorbens und eine Folie aus einem Oberflächenmaterial zum Einhüllen des Absorbens umfassen, wobei die Folie einen opaken, hydrophoben Film umfaßt, der Ausnehmungen in seinem Kontaktabschnitt aufweist, wobei die Ausnehmungen so ausgebildet sind, daß sie einen Boden und Seitenwände aufweisen, wobei die Seitenwände einen geneigten Abschnitt aufweisen und der geneigte Abschnitt mit einer Öffnung versehen ist, so daß der geneigte Abschnitt mit der Öffnung nicht mit dem Kontaktabschnitt bedeckt werden kann.
Es besteht ein Bedarf in der Technik an einer mit Öffnungen versehenen oder perforierten Folie, welche die einzigartige Fähigkeit hat, spontan Flüssigkeiten von der Vorderseite der Folie durch die Rückseite der Folie ohne das Erfordernis durchzulassen, daß irgendein absorbierendes Kernmaterial in Kontakt mit der Rückseite der Folie steht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Polymerfolie zur Verwendung in absorbierenden Strukturen umfaßt eine ebene Oberfläche mit einer Vorderseite, einer Rückseite, die mit einem hydrophilen Material beschichtet ist, und mit einer Mehrzahl von Öffnungen. Wände erstrecken sich von der äußeren Begrenzung der Öffnungen und von der Rückseite nach außen. Die Wände und die Rückseite bilden auf der Rückseite ein Kapillarsystem. Die Wände bilden Kanäle, welche die Vorderseite des Films mit dem Kapillarsystem auf der Rückseite verbinden. Die Wände weisen mindestens einen ausgeschnittenen Abschnitt auf, der sich entlang der Länge der Wände erstreckt. Eine Flüssigkeit, welche die Vorderseite der Folie kontaktiert, wird durch die ausgeschnittenen Abschnitte der Wände spontan zu dem Kapillarsystem auf der Rückseite der Folie durchgelassen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in größerer Einzelheit in den Ansprüchen 1-9 angeführt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils einer absorbierenden Struktur des Standes der Technik, welche einen Flüssigkeitsaufbau auf derselben aufgrund der Trennung des absorbierenden Kerns von der mit Öffnungen versehenen Deckfolie zeigt.
Fig. 2a ist eine perspektivische Ansicht von oben eines konisch geformten Kanals, der sich von einer Öffnung in einer Folie einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt.
Fig. 2b ist eine Seitenansicht von mehreren konisch geformten Kanälen von Fig. 2a in einer absorbierenden Struktur.
Fig. 3 ist eine Aufsicht auf eine bevorzugte Anordnung einer absorbierenden Struktur mit den Öffnungen von Fig. 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nun wird in mehr Einzelheit auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen in allen Ansichten gleiche Teile anzeigen. In den Fig. 2a und 2b ist ein Abschnitt einer Folie 10 gezeigt, die aus einem filmbildenden Polymer hergestellt ist. Die Dicke der Folie 10 beträgt 0,02544 bis 0,05088 mm (0,001 bis 0,002 Inch). Bei dem Polymer kann es sich um Polyethylen oder Polypropylen handeln.
Die Folie 10 weist eine ebene Oberfläche 11 und eine Mehrzahl von Wänden 12 auf. Die ebene Oberfläche 11 weist eine Vorderseite 13, eine Rückseite 14 und Öffnungen 15 auf. Die Wände 12 erstrecken sich entlang der äußeren Begrenzung der Öffnungen 15 von der Rückseite 14 nach außen. Die Wände 12 und die Rückseite 14 bilden ein Kapillarsystem auf der Rückseite, das für einen Flüssigkeitstransport sorgt. Die Wände 12 bilden Kanäle 16, welche die Vorderseite 13 mit der Rückseite 14 verbinden. Die Wände 12 weisen ausgeschnittene Abschnitte 17 auf, die sich entlang der Länge der Wände erstrecken.
Die Öffnungen 15 sind im wesentlich kreisförmig, so daß die Wände 12 der Kanäle 16, die sich von der Rückseite 14 nach außen erstrecken, Kegel 18 bilden. Die Kegel 18 sind so angeordnet, daß sich ihre Basen 19 an der ebenen Oberfläche 11 befinden. Die äußeren Begrenzungen der Basen 19 sind auch die äußeren Begrenzungen der Öffnungen 15. Die Durchmesser der Öffnungen/Basen betragen 0,1526 bis 6,36 mm (0,006 bis 0,25 Inch), vorzugsweise 0,7632 bis 1,5264 mm (0,03 bis 0,06 Inch). Die Scheitel 20 der Kegel 18, die von der ebenen Oberfläche 11 entfernt liegen, sind im wesentlichen offen, so daß die Flüssigkeit, welche in die Kegel von der Vorderseite 13 der ebenen Oberfläche eintritt, durch die Kanäle 16 auf die Rückseite 14 fließt. Die Durchmesser der Scheitel 20 betragen 0,1018 bis 2,544 mm (0,004 bis 0,10 Inch), bevorzugt 0,1272 bis 0,5088 mm (0,005 bis 0,02 Inch). Die Winkel zwischen der Rückseite 14 und den Wänden 12, die verursachen, daß sich die Wände 12 verjüngen, sind vorzugsweise größer als 90º und kleiner als 135º. Die Zahl der Kegel 18 pro 6,4516 cm² (Quadratinch), welche sich auch die Zahl der Kanäle und Öffnungen bezieht, beträgt 30 bis 1500, bevorzugt 400 bis 900.
Die ausgeschnittenen Abschnitte 17 auf den Wänden 12 der Kanäle 16 sind vorzugsweise dreieckig. Die Spitzen 21 der ausgeschnittenen Abschnitte 17 grenzen an die ebene Oberfläche 11 an, und die Grundlinien 22 liegen entfernt dazu. Diese Orientierung der ausgeschnittenen Abschnitte 17 ist derjenigen der Kegel 18 entgegengesetzt. Die Spitzen 21 der ausgeschnittenen Abschnitte grenzen vorzugsweise an die ebene Oberfläche 11 an den äußeren Begrenzungen der Öffnungen 11 an, um den Flüssigkeitsstrom zu maximieren. Jedoch können die Spitzen 21 leicht unterhalb der ebenen Oberfläche 11 vorliegen.
Die Folien der vorliegenden Erfindung lassen durch die Kanäle 16 und die ausgeschnittenen Abschnitte 17 spontan Flüssigkeiten von der Vorderseite 13 zu der Rückseite 14 der Folie 10 durch. Der spontane Durchlaß ist die Folge der Kapillarwirkung, die durch die ausgeschnittenen Abschnitte 17 und das Kapillarsystem auf der Rückseite 14 der Folie 10 geschaffen wird. Die durchgelassene Flüssigkeit weist in dem Kapillarsystem auf der Rückseite des Films eine bevorzugte Richtung der Bewegung auf. Vorzugsweise ist die bevorzugte Richtung der Bewegung der Flüssigkeit mindestens das 1,5-fache der Bewegung in senkrechter Richtung zu derselben. Diese bevorzugte Richtung der Bewegung der Flüssigkeit kann durch Anordnung der Kegel 18, d. h. der Kanäle 16, in einem zusammenlaufenden Muster von einem mittleren Abschnitt zu gegenüberliegenden äußeren Abschnitten des Kapillarsystems bewerkstelligt werden, wie in Fig. 3 gezeigt. Ein derartiges Muster sorgt für eine definierte Form des Kapillarsystems auf der Rückseite des Films und bewegt die Flüssigkeit vorzugsweise in einem elliptischen Muster durch die Länge des Kapillarsystems.
Andere Folienabwandlungen, wie die Formen der Kanäle, die Zahl der Kanäle mit ausgeschnittenen Abschnitten in ihren Wänden und die Zahl der ausgeschnittenen Abschnitte pro Kanal können verwendet werden, um für das spontane Durchlassen von Flüssigkeit zu sorgen. Die geeignete Zahl von Kanälen mit ausgeschnittenen Abschnitten muß groß genug sein, so daß die Flüssigkeit spontan zu dem Kapillarsystem auf der Rückseite des Films durchgelassen wird. Die Zahl der ausgeschnittenen Abschnitte pro Kanal kann ebenfalls variieren, solange die Struktur des Kanals selbst nicht zerstört wird. Diese Abwandlungen hängen von der Menge des Flüssigkeitsstroms und der gewünschten Geschwindigkeit der Flüssigkeitsdurchlässigkeit ab, die für jede Anwendung benötigt wird.
Damit der spontane Flüssigkeitsdurchlaß stattfindet, wird ein leichter Überzug aus einem hydrophilen Material, wie Polyethylenglycol, auf die Rückseite 14 der Folie 10 aufgebracht. Bei den Folien der vorliegenden Erfindung gibt kein Erfordernis, daß ein absorbierendes Material, wie Flusenzellstoff, in Kontakt mit den Scheiteln 20 der Kegel 18 steht, wie in Fig. 2. Im Gegensatz dazu erfordern die Folien des Standes der Technik von Fig. 1, daß mindestens ein Teil eines absorbierenden Materials in Kontakt mit der Rückseite der Folie und/oder den Scheiteln der Kegel steht. Anderenfalls bildet sich Flüssigkeit auf der Vorderseite auf, was Probleme verursacht, wie ein Lecken auf der Seite.
Die Folien der vorliegenden Erfindung sind als Deckfolien in absorbierenden Strukturen, wie Windeln, Menstruations-Binden, Inkontinenz-Erzeugnissen für Erwachsene, Erziehungshosen, nützlich. Die Deckfolien stellen die Oberfläche dar, mit welcher die Flüssigkeit zuerst in Kontakt kommt. Die Steuerung des Flusses des durchgelassenen Flüssigkeitsrandes auf der Rückseite der Deckfolie ist hoch erwünscht, um die absorbierenden Strukturen bezüglich des spontanen Flüssigkeitsdurchlasses effizienter zu machen. Der gesteuerte Fluß einer solchen Flüssigkeit wird durch die Bereitstellung eines Musters in den Öffnungen auf der Vorderseite der Deckfolie und demgemäß auch in den Kegeln auf der Rückseite bewerkstelligt, wie oben erörtert. Das Muster von Fig. 4 erzeugt eine Flüssigkeitsbewegung in einem im wesentlichen elliptischen Flußmuster, wobei die Hauptachse der Ellipse mit der Hauptachse einer Mentruations-Binde zusammenfällt. Dieses Muster ist wünschenswert, da es veranlaßt, daß sich die Flüssigkeit zu den Enden der Binde und nicht zu den Seiten bewegt, was ein Lecken auf der Seite der Binde beträchtlich einschränkt. Man bemerke, daß Fig. 3 nicht maßstäblich gezeichnet ist und daß die Öffnungen auf der Binde tatsächlich viel kleiner sind als gezeigt.
Absorbierende Strukturen, welche diese Folien als Deckfolien verwenden, weisen die Fähigkeit auf, ein Lecken bei der Verwendung deutlich zu verringern. Diese Folien sind besonders nützlich, wenn sie in Verbindung mit spontan benetzbaren Fasern als Kernkomponente in einem absorbierenden Erzeugnis verwendet werden. Mit spontan benetzbaren Fasern gestattet der spontane Flüssigkeitsdurchlaß in das Kapillarsystem auf der Rückseite der Deckfolie, daß viel mehr spontan benetzbare Fasern am Abziehen der Flüssigkeit in den Kern teilnehmen. Vorzugsweise sind die spontan benetzbaren Fasern diejenigen, die in der EP 0 536 308 offenbart sind.
Die vorliegende Erfindung stellt verbesserte, mit Öffnungen versehene Deckfolien für absorbierende Strukturen bereit. Die Polymerfolie mit ihren ausgeschnittenen Abschnitten in den Wänden der Kegel, die sich von den Öffnungen erstrecken, und dem Überzug aus hydrophilem Material auf der Rückseite bildet eine Deckfolie, die spontan Flüssigkeit von ihrer Kontaktseite zu dem Kapillarsystem auf ihrer Rückseite durchläßt. Das spezielle Muster der Öffnungen und der ausgeschnittenen Abschnitte der Kegel richten den Flüssigkeitsfluß auf der Rückseite durch das Kapillarsystem auf solche Weise, daß ein Lecken auf der Seite deutlich beseitigt wird, wodurch das Verhalten von absorbierenden Strukturen verbessert wird.
Die Erfindung ist in Einzelheit mit spezieller Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen derselben beschrieben worden.

Claims

1. Polymerfolie (10), hergestellt zur Verwendung in absorbierenden Strukturen, umfassend

eine ebene Oberfläche (11) und eine Mehrzahl von Wänden (12);

wobei die ebene Oberfläche (11) eine Vorderseite (13), eine Rückseite (14), die mit einem hydrophilen Material beschichtet ist, und eine Mehrzahl von Öffnungen (15) aufweist;

sich die Mehrzahl von Wänden von der äußeren Begrenzung der Öffnungen und nach außen von der Rückseite erstreckt;

die Wände und die Rückseite ein Kapillarsystem auf der Rückseite bilden;

die Wände Kanäle (16) bilden, welche die Vorderseite mit dem Kapillarsystem auf der Rückseite verbinden; und

eine Mehrzahl der Wände mindestens einen ausgeschnittenen Abschnitt (17) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass

die Öffnungen im Wesentlichen kreisförmig sind, die Wände der Kanäle Kegel (18) bilden, die jeweils eine Basis an der ebenen Oberfläche und einen offenen Scheitel (20) fern davon aufweisen, und der Winkel zwischen der Rückseite und den Wänden größer als 90º und weniger als 135º ist, wodurch eine Flüssigkeit, welche die Vorderseite der Folie kontaktiert, spontan zu dem Kapillarsystem auf der Rückseite des Films durch die ausgeschnittenen Abschnitte der Wände durchgelassen wird.

2. Folie nach Anspruch 1, in der die durchgelassene Flüssigkeit eine bevorzugte Richtung der Bewegung in dem Kapillarsystem auf der Rückseite der Folie aufweist.

3. Folie nach Anspruch 2, in der die bevorzugte Richtung der Bewegung der Flüssigkeit mindestens das 1,5-fache der Bewegung in der Richtung ist, die senkrecht zu der bevorzugten Richtung der Bewegung liegt.

4. Folie nach Anspruch 2, in der die Kanäle in einem zusammenlaufenden Muster von einem mittleren Abschnitt zu gegenüberliegenden äußeren Abschnitten des Kapillarsystems angeordnet sind, wodurch das zusammenlaufende Muster verursacht, dass die bevorzugte Richtung der Bewegung der Flüssigkeit in einem elliptischen Muster durch die Länge des Kapillarsystems hindurch vorliegt.

5. Folie nach Anspruch 1, in der jeder Kanal mindestens einen ausgeschnittenen Abschnitt in der Wand aufweist.

6. Folie nach Anspruch 1, in der sich die ausgeschnittenen Abschnitte entlang der Länge der Wände erstrecken.

7. Folie nach Anspruch 1, in der die ausgeschnittenen Abschnitte dreieckig sind, mit Spitzen, die an die ebene Oberfläche angrenzen, und Grundlinien, die fern davon liegen.

8. Folie nach Anspruch 7, in der die Spitzen der ausgeschnittenen Abschnitte an die ebene Oberfläche an den äußeren Begrenzungen der Öffnungen angrenzen.

9. Folie nach Anspruch 7, in der die Spitzen der ausgeschnittenen Abschnitte leicht unterhalb der ebenen Oberfläche liegen.