DE69622411T2

DE69622411T2 - Verfahren zum herstellen einer gelochten folie, so hergestellte gelochte folie und diese folie enthaltendes absorbierendes produkt

Info

Publication number: DE69622411T2
Application number: DE69622411T
Authority: DE
Inventors: A. James; G. Kelly; James Shimalla
Original assignee: McNeil PPC Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Consumer Inc
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2016-08-28
Also published as: JPH11513323A; NZ318589A; BR9610265A; CZ293721B6; NO980832D0; KR100449770B1; ES2180795T3; IN189646B; IL123499A0; CO4790143A1; IL123499A; DE69622411D1; WO1997009018A1; PL186220B1; CZ56598A3; AU7010796A; SK284855B6; RU2161470C2; PL325287A1; HUP9901669A2

Description

Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft gelochte Filme, die vorzugsweise als Abdeckung für ein absorbierendes Erzeugnis verwendbar sind, sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung solcher gelochter Filme.

Hintergrund der Erfindung

Seit vielen Jahren ist es üblich geworden, Faservliese als Abdeckung oder Außenlage für Erzeugnisse zu verwenden, welche zur Aufnahme von Ausscheidungen des Körpers, wie beispielsweise Wegwerfwindeln, Damenbinden, Inkontinenz-Vorlagen für Erwachsene, Wund-Verbandstoffe und dergleichen vorgesehen sind. Solche Vliese werden typischerweise durch Luft- Schichtung, Kardieren, Vlies-Spinnen und dergleichen hergestellt, und es ist bekannt, solche Vliese nachzubehandeln, um ihnen Festigkeit und Integrität zu verleihen, sei es durch Aufbringen von Bindemitteln oder durch Faser-Verwirbelung entweder mechanisch oder durch Anwendung von Fluidkräften. Da solche Vliese oft aus hydrophobem Material geformt werden, ist es auch bekannt, solche Vliese mit oberflächenaktiven Substanzen nachzubehandeln, um den Durchgang von Körperausscheidungen durch das Vlies zu fördern. Solche Vliese haben erwünschte Eigenschaften bzw. scheinen solche zu haben, wie beispielsweise Atmungsaktivität, Streckbarkeit, Weichheit und angenehmes Gefühl in der Hand bzw. gegenüber dem Tastsinn.
Einer der mit den Außenlagen aus Faservlies verbundenen Nachteile besteht darin, daß Flüssigkeiten, wie Urin, Menstruationsflüssigkeit, Wundausscheidungen und dergleichen, welche durch die Außenlage in den absorbierenden Kern gelangen, dazu neigen, insbesondere unter Druck oder wenn der absorbierende Kern seine volumetrische Aufnahmekapazität erreicht, wieder aus der Außenlage auszutreten. Aus diesem und anderen Gründen ist es in der letzten Zeit bekannt geworden, als Außenlagen für absorbierende Erzeugnisse gelochte Kunststoff-Filme zu verwenden.
Die folgende Liste umfaßt Veröffentlichungen zu solchen gelochten Filmen in erteilten US- Patenten sowie in ausländischen Patenten und veröffentlichten Patentanmeldungen:
US-Patent Nr. 3.632.269 - Doviak und Miterf.
US-Patent Nr. 3.929.135 - Thompson und Miterf.
US-Patent Nr. 4.324.276 - Mullane
US-Patent Nr. 4.351.784 - Thomas und Miterf.
US-Patent Nr. 4.381.326 - Kelly
US-Patent Nr. 4.456.570 - Thomas und Miterf.
US-Patent Nr. 4.535.020 - Thomas und Miterf.
US-Patent Nr. 4.690.679 - Mattingly und Miterf.
US-Patent Nr. 4.839.216 - Curro und Miterf.
US-Patent Nr. 4.950.264 - Osborn
US-Patent Nr. 5.009.653 - Osborn
US-Patent Nr. 5.112.690 - Cohen und Miterf.
US-Patent Nr. 5.342.334 - Thompson und Miterf.
US-Patent Nr. 5.352.217 - Curro
US-Patent Nr. 5.368.910 - Langdon
US-Patent Nr. 5.368.296 - Thompson und Miterf.
US-Patent Nr. 5.376.439 - Hodgson und Miterf.
US-Patent Nr. 5.382.245 - Thompson und Miterf.
US-Patent Nr. 5.382.703 - Nohr und Miterf.
US-Patent Nr. 5.383.870 - Takai und Miterf.
US-Patent Nr. 5.387.209 - Yamamoto und Miterf.
EP 0 304 617 - Suda und Miterf.
EP 0 432 882 A2 - Shipley
EP 0 598 204 A1 - Garavaglia und Miterf.
EP 0 626 158 A1 - Coles und Miterf.
EP 0 626 159 A1 - Taki und Miterf.
EP 0 640 328 - Tanaka und Miterf.
JP 3-286 762 A - Yamamoto und Miterf
WO 92/18078 A1 - Colbert
WO 93/15701 A1 - Turi und Miterf.
WO 94/18926 A1 - Perry
WO 94/22408 A1 - Langdon
WO 94/28846 A1 - Steiger und Miterf.
WO 95/00093 A2 - Osborn und Miterf.
Während gewisse dieser gelochten Filme für ihren jeweiligen Zweck ordnungsgemäß funktionierten, hat die große Mehrheit dieser Filme tatsächliche oder zu erwartende starke Mängel. Wenn beispielsweise solche gelochten Filme sogar das Fluid leicht durchlassen und dessen Rückfluß zu minimieren vermögen, so haben sie doch die Tendenz, daß sie das Aussehen eines Filmes und nicht eines Vlieses haben und sich auch so anfühlen. Solche filmartigen Eigenschaften werden vom Konsumenten als negativ angesehen, und daher sind die absorbierenden Erzeugnisse mit gelochten Filmen als Außenlage bei den Kunden auf keine breite Akzeptanz gestoßen.
Die hauptsächlichen Verbesserungen bei Außenlagen aus gelochten Filmen für absorbierende Erzeugnisse sind in den gemeinsam abgetretenen US-Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen Nr. 08/417.404 und 08/417.408 von Turi und Miterf. beschrieben, die am 5. April 1995 als Fortsetzung und Teilanmeldung der Patentanmeldung Nr. 08/004.379 vom 14. Januar 1993 und diese wiederum als Fortsetzung der Patentanmeldung Nr. 07/744.744 vom 14. August 1991 (welche der oben erwähnten Veröffentlichung WO 93/15701 A1 entspricht) angemeldet wurde. In den oben erwähnten Patentanmeldungen von Turi und Miterf. werden ein gelochter Film sowie Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung des Filmes beschrieben, bei welchen dem Film physikalische Eigenschaften ähnlich denjenigen von Faservliesen verliehen werden. Dies erfolgt durch Auflegen eines Filmes aus dehnbarem thermoplastischen Polymermaterial auf örtliche Stützbereiche eines unterstützenden Teiles und Richten eines Fluids in säulenartigen Strömen kleinen Durchmessers unter hohem Druck gegen die obere Oberfläche des Filmes, so daß die nicht aufliegenden Teile des Filmes nach unten zwischen die unterstützenden Teile gedrückt werden, um die Bildung von Mikrolöchern und faserähnlichen Elementen (Fibrillen) zu veranlassen, wodurch der gelochte Film hinsichtlich Aussehen, Weichheit und Anfühlverhalten die physikalischen Eigenschaften ähnlich denjenigen eines Faservlieses erhält. Während solche gelochten Filme eine wesentliche Verbesserung gegenüber den gelochten Filmen des Standes der Technik darstellen, ist es wünschenswert, weitere Verbesserungen solcher gelochter Filme vorzunehmen, indem die Fähigkeit solcher Filme verbessert wird, viskose Flüssigkeiten, wie Menstruationsflüssigkeit, durchzulassen.
Für die Anwendung gelochter Filme als oberste Lage von Damenbinden sind Sauber- Trocken-Eigenschaften sehr erwünscht. Darunter versteht man, daß die Damenbinde der Trägerin sogar dann sauber und trocken erscheint, wenn schon ein Strom von Menstruationsflüssigkeit aufgenommen wurde. Es gibt viele Faktoren, welche die Sauber-Trocken-Eigenschaften der Damenbinde beeinflussen, einschließlich der Anordnung und des offenen Flächenanteiles des Abdeckmaterials. Es ist ein Kompromiß zwischen den Wirkungen der Öffnungsgröße und des Öffnungsbereiches des Filmes und den Sauber-Trocken-Eigenschaften zu suchen. Einerseits ermöglichen große Öffnungen die schnellere Überführung der Flüssigkeit in den absorbierenden Kern. Andererseits ermöglichen es zu große Öffnungen, daß die Flüssigkeit aus dem absorbierenden Kern durch die oberste Lage zum Kontakt mit der Trägerin zurückfließt -(eine Erscheinung, die manchmal als "Rückschlag" bezeichnet wird). Ferner haben große Öffnungsbereiche die Tendenz, daß die Verschmutzung des absorbierenden Kernes durch die oberste Lage hindurch sichtbar ist und bei der Trägerin den Eindruck erweckt, daß das Erzeugnis sie nicht sauber hält. Um sowohl Sauberkeit als auch Trockenheit aufzuweisen, muß die oberste Lage eine wohlausgewogene Kombination von Öffnungsgröße und Öffnungsfläche aufweisen: Die Öffnungen müssen groß genug sein, um den Fluß der Menstruationsflüssigkeit schnell aufzunehmen und den Durchlaß zum absorbierenden Kern der Damenbinde zu ermöglichen, aber klein genug, um die Verschmutzung des darunter befindlichen absorbierenden Kernes abzudecken und bei der Trägerin den Eindruck der Sauberkeit hervorzurufen.

Zusammenfassung der Erfindung

Nach der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren zur Herstellung eines gelochten Filmes sowie eines gelochten Filmes an sich aus einem dehnbaren thermoplastischen Polymermaterial, wie in den Ansprüchen 1 bzw. 23 definiert, vorgesehen. Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden gelochte Filme des Typs, wie er in den oben erwähnten Patentanmeldungen von Turi und Miterf. beschrieben ist, dadurch verbessert, daß solche Filme mit größeren Öffnungen und einer ausreichenden Öffnungsfläche vorgesehen werden, so daß Menstruationsflüssigkeit leicht durch den Film fließen kann. Diese verbesserten Eigenschaften erhält der Film, indem er Fluidkräften in Form säulenartiger Ströme oder Strahlen aus mindestens zwei Sätzen von Öffnungen ausgesetzt wird, wobei die Öffnungen des einen Satzes jeweils einen Durchmesser größer als 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll) haben und das Fluid diesen mit einem relativ niedrigen Manometerdruck von weniger als 3,45 MN/m² (500 psig) zugeführt wird und wobei die Öffnungen des mindestens einen anderen Satzes jeweils einen Durchmesser kleiner als 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll) haben und das Fluid diesen mit einem relativ hohen Druck von mehr als 3,45 MN/m² (500 psig) zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung kann mit ausgewählter Variation der Folge realisiert werden, in welcher der Film den Fluidkräften aus den Öffnungen mit niedrigem und mit hohem Druck ausgesetzt wird, d. h. zuerst niedriger Druck und dann hoher Druck oder zuerst hoher Druck und dann niedriger Druck oder noch andere Kombinationen oder Varianten.
Die Öffnungen sind in Form und Größe zumeist unregelmäßig. Sie werden nach verschiedenen Verfahren gemessen, um näherungsweise denjenigen Durchmesser zu bestimmen, der als äquivalenter hydraulischer Durchmesser (EHD) oder als äquivalenter kreisrunder Durchmesser (ECD) ausgedrückt werden kann. Der resultierende gelochte Film weist eine Kombination groß dimensionierter Öffnungen mit einem durchschnittlichen EHD von etwa 0,2 mm (7 Tausendstel Zoll) bis etwa 0,8 mm (30 Tausendstel Zoll) sowie klein dimensionierter Öffnungen mit einem durchschnittlichen EHD von etwa 0,025 mm (1 Tausendstel Zoll) bis etwa 0,2 mm (7 Tausendstel Zoll) auf. Solche gelochte Filme haben eine Öffnungsfläche im Bereich von etwa 3% bis etwa 13%.
Der verbesserte gelochte Film nach der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise auf einem unterstützenden Teil hergestellt, wie es in den Fig. 17 bis 19 der oben erwähnten Patentanmeldungen von Turi und Miterf. dargestellt ist, wobei sich ein Film ergibt, welcher Serien allgemein paralleler Rippen mit allgemein senkrecht ausgerichteten Seitenwänden aufweist, welche Serien allgemein paralleler Kehlen begrenzen. Daher weist dieser Film allgemein parallel angeordnete, abwechselnd geschlossene und offene Filmbereiche auf, welche die oben erwähnte Kombination groß und klein dimensionierter Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen beider Größen werden als Ergebnis einer Streckung bzw. des Ziehens des dehnbaren Materials zwischen den örtlichen Stützbereichen des unterstützenden Teiles als Ergebnis der Anwendung des Fluiddruckes geformt, und, wenn der Film gestreckt wird, wird er dünner und erreicht schließlich den Punkt, bei welchem er reißt (d. h. der Aufspaltung und der Bildung von Fibrillen), um die oben erwähnten Öffnungen zu bilden.
Wie bei den gelochten Filmen, die in den Patentanmeldungen von Turi und Miterf. beschrieben sind, sind die Öffnungen von einem Netzwerk faserartiger Elemente oder Mikrostreifen gezogenen Kunststoffmaterials umgeben. Solche gezogenen faserartigen Elemente (Fibrillen) wirken mit den Öffnungen zusammen, um dem gelochten Film physikalische Eigenschaften ähnlich den Faservliesen zu verleihen. Die faserartigen Elemente haben Längen, die im Bereich von etwa 0,013 cm (0,005 Zoll) bis etwa 0,127 cm (0,05 Zoll), Breiten, die im Bereich von etwa 0,003 cm (0,001 Zoll) bis etwa 0,089 cm (0,035 Zoll) und Dicken, die im Bereich von etwa 0,0006 cm (0,00025 Zoll) bis etwa 0,005 cm (0,002 Zoll) liegen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die gelochten Filme des Typs der oben erwähnten Patentanmeldungen von Turi und Miterf. modifiziert, um einen Film mit verbesserten Flüssigkeits-Verteilungseigenschaften in denjenigen Bereichen des Filmes zu schaffen, welche der Dehnung unterworfen wurden, indem der Film während der Formung in die vertieften Bereiche des unterstützenden Teiles hinabgezogen wurde.
Das Verfahren zur Herstellung eines gelochten Filmes aus einem dehnbaren thermoplastischen Polymermaterial entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte: Bereitstellen eines Ausgangsfilmes aus dem dehnbaren thermoplastischen Polymermaterial mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche. Das Verfahren umfaßt ferner das Bereitstellen eines unterstützenden Teiles mit örtlichen Stützbereichen. Das unterstützende Teil hat zurückgesetzte Zonen, in welche hinein der Film durch Anwendung von Fluidkräften auf ihn verformt werden kann.
Der Ausgangsfilm liegt auf dem unterstützenden Teil auf, wobei Teile der unteren Oberfläche des Filmes Kontakt mit den Stützbereichen des unterstützenden Teiles haben. Die obere Oberfläche des Filmes ist von dem unterstützenden Teil abgewandt.
Ein Fluid in Form säulenartiger Ströme wird aus mindestens zwei Sätzen von Öffnungen gegen die obere Oberfläche des Ausgangsfilmes in einer Kontaktzone gerichtet, d. h. in einer Zone, wo der Film der Wirkung der Fluidströme ausgesetzt ist. Die Öffnungen des ersten Satzes haben jeweils einen Durchmesser größer als 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll), und das von ihnen zugeführte Fluid hat einen Manometerdruck von weniger als 3,45 MN/m² (500 psig), um in dem Ausgangsfilm groß dimensionierte Löcher zu bilden. Die Öffnungen des zweiten Satzes haben jeweils einen Durchmesser kleiner als 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll), und das ihnen zugeführte Fluid hat einen Druck von mindestens 3,45 MN/m² (500 psig), um im Ausgangsfilm Mikrolöcher zu bilden.
Der Film wird aus der Kontaktzone entfernt und in nunmehr gelochter Form vom unterstützenden Teil abgenommen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den angefügten Ansprüchen leicht deutlich werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Fertigungslinie zur Herstellung des gelochten Filmes entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische vergrößerte Seitenansicht des Abwickelteiles der Vorrichtung zur Herstellung des gelochten Filmes nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Lochungsteiles der Vorrichtung zur Herstellung des gelochten Filmes nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Entwässerungsteiles der Vorrichtung zur Herstellung des gelochten Filmes nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Trocknungsteiles der Vorrichtung zur Herstellung des gelochten Filmes nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Längsteilungs- und Aufwickelteiles der Vorrichtung zur Herstellung des gelochten Filmes nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7A ist eine schematische Ansicht des Öffnungsstreifens der Vorrichtung zur Herstellung der gelochten Filme nach der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 7B, 7C, 7D und 7E sind vergrößerte Ansichten von Öffnungsmustern, welche in der Vorrichtung zur Herstellung der gelochten Filme nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Fig. 8 ist eine perspektivische Explosivdarstellung eines Ausgangsfilmes, welcher auf einem unterstützenden Teil zur Bearbeitung entsprechend der vorliegenden Erfindung positioniert ist.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf das unterstützende Teil, welches im unteren Teil von Fig. 8 dargestellt ist.
Fig. 10. ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 10-10 von Fig. 9.
Die Fig. 11A bis 11D sind Ansichten ähnlich Fig. 10 und zeigen die aufeinanderfolgenden Stufen des Ziehens des Ausgangsfilmes, um die Öffnungen entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Fig. 12 ist eine Photographie einer Draufsicht auf einen entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellten gelochten Film in 7,5facher Vergrößerung.
Fig. 13 ist eine Stirnseitenansicht des gelochten Filmes von Fig. 12.
Fig. 14 ist eine Stirnseitenansicht des gelochten Filmes von Fig. 12 in 15facher Vergrößerung.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf einen anderen entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellten gelochten Film in 7,5facher Vergrößerung.
Fig. 16 eine Stirnseitenansicht des gelochten Filmes von Fig. 15.
Fig. 17 ist eine Stirnseitenansicht des gelochten Filmes von Fig. 15 in 15facher Vergrößerung.
Die Fig. 18A und 18B sind Photographien eines nach der vorliegenden Erfindung hergestellten gelochten Filmes in 10facher Vergrößerung, wobei ein geprägter Ausgangsfilm mit der vertieften Seite auf das zugehörige Formungselement aufgelegt und der Film der Lochung durch eine Folge von drei Öffnungsstreifen unterworfen wurde, deren erster relativ große Öffnungen entsprechend Fig. 7D sowie der zweite und der dritte relativ kleine Öffnungen entsprechend Fig. 7A aufwies. (Fig. 18A zeigt die Seite, gegen welche die Wasserstrahlen gerichtet wurden und Fig. 18B die Seite, welche auf dem zugehörigen Formungselement auflag).
Die Fig. 18C und 18D sind Photographien eines nach der vorliegenden Erfindung hergestellten gelochten Filmes in 10facher Vergrößerung, wobei ein geprägter Ausgangsfilm mit der vertieften Seite auf das zugehörige Formungselement aufgelegt und der Film der Lochung durch einen einzigen Öffnungsstreifen mit relativ großen Öffnungen entsprechend Fig. 7D unterworfen wurde.
(Fig. 18A zeigt die Seite, gegen welche die Wasserstrahlen gerichtet wurden und Fig. 18B die Seite, welche auf dem zugehörigen Formungselement auflag).
Fig. 19 ist ein Blockschaubild, welches die verschiedenen Stufen des Verfahrens zur Herstellung des gelochten Filmes nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht einer Damenbinde mit einem gelochten Film entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 21 ist ein Teil-Schnitt entlang der Linie 21-21 von Fig. 20.
Fig. 22 ist eine graphische Darstellung, welche die Verteilung der Öffnungsgrößen in einer Probe eines gelochten Filmes darstellt, welcher bei einem Manometerdruck von 6 MN/m² (875 psig) auf einer Vorrichtung mit drei Öffnungsstreifen mit einer Vielzahl von Öffnungen hergestellt wurde, deren jede einen Durchmesser von fünf Tausendstel Zoll hat.
Fig. 23 ist eine graphische Darstellung, welche die Verteilung der Öffnungsgrößen in einer Probe eines gelochten Filmes darstellt, welcher auf einer Vorrichtung mit einem einzelnen Öffnungsstreifen mit einer Vielzahl von Öffnungen hergestellt wurde, deren jede einen Durchmesser von 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) hat. Der Öffnungsstreifen ist in Fig. 7C dargestellt.
Fig. 24 ist eine graphische Darstellung, welche die Verteilung der Öffnungsgröße in einer Probe eines gelochten Filmes darstellt, welcher auf einer Vorrichtung mit einem ersten Öffnungsstreifen (in Fig. 7C dargestellt) mit einer Vielzahl von Öffnungen, deren jede einen Durchmesser von 20 Tausendstel Zoll hat sowie mit einem zweiten Öffnungsstreifen (in Fig. 7A dargestellt) hergestellt wurde, der eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, deren jede einen Durchmesser von 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) hat.
Fig. 25 ist eine graphische Darstellung der Öffnungsgrößenverteilung in einer Probe eines erfindungsgemäß hergestellten gelochten Filmes.
Fig. 26 ist eine graphische Darstellung, welche die Ergebnisse eines Vergleiches darstellt, bei welchem der Abstand der Öffnungen im Öffnungsstreifen variiert wurde.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Während die vorliegende Erfindung in zahlreichen Formen realisiert werden kann, wird sie nachfolgend in den Zeichnungen und an bevorzugten Ausführungsformen erläutert, wobei die vorliegende Beschreibung als ein Beispiel der Erfindung zu verstehen ist und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf spezielle Ausführungsformen zu beschränken:
Nunmehr Bezug nehmend auf die Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Fertigungslinie in schematischer Seitenansicht dargestellt, welche zur Herstellung gelochter Filme entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Wie durch die Pfeilrichtung angegeben, verläuft der Prozeßfluß in Fig. 1 von rechts nach links. Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt die Fertigungslinie fünf Hauptstationen: eine Film-Abwickelstation 30, eine Lochungsstation 40, eine Entwässerungsstation 50, eine Trocknungsstation 60 und eine Station 70 zur Längsteilung, zum Aufwickeln sowie zum Aufbringen der oberflächenaktiven Substanz.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind in der Film-Abwickelstation zwei Rollen 31 mit dem Ausgangsfilm 33 drehbar in einem Rahmen F montiert. Der Film von den Rollen 31 wird über Führungsrollen in eine Girlanden-Anordnung 32 mit einem automatischen Spannungssteuerungssystem (geschlossener Regelkreis) eingeführt. Der Film 33 tritt mit einer geeigneten Spannung von beispielsweise zwischen 1,8 kp/m bis 18 kp/m (0,1 Pfund pro Längen-Zoll bis 1 Pfund pro Längen- Zoll) aus der Girlanden-Anordnung aus und gelangt zur Lochungsstation 40.
Wenn auch viele verschiedene Ausgangsfilm-Materialien zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, so ist doch eines der besonders bevorzugten Materialien ein Polyethylen-Film, der von der Firma Exxon Chemical unter der Erzeugnisbezeichnung EMB-631 vertrieben wird. Dies ist ein geprägter, weiß gefärbter Polyethylenfilm. Die Polyethylenkomponente besteht aus einem Gemisch von 40 Masse% Polyethylen geringer Dichte und 60 Masse-% Linear- Polyethylen geringer Dichte. Der Film enthält 6,5 Masse-% Titandioxid.
Der Ausgangsfilm ist in Gestalt eines Diamantmusters mit 165 Linien pro Zoll geprägt, um auf einer Seite des Filmes, welche als die erhabene Seite bezeichnet wird, eine Vielzahl diskontinuierlich wahrnehmbarer Rippen zu schaffen, welche durch ein Muster sich gleichmäßig durchdringender Rillen getrennt sind. Die andere Seite des geprägten Ausgangsfilms, die als die vertiefte Seite bezeichnet wird, weist eine Vielzahl wahrnehmbarer tiefgezogener Vertiefungen auf, welche durch ein gleichmäßiges Muster sich durchdringender Rippen getrennt ist. Der Ausgangsfilm ist auf einer Seite, vorzugsweise auf der erhabenen Seite, einer elektrostatischen Korona-Behandlung unterzogen worden. Der Film hat eine Reißfestigkeit von 1750 Gramm in der Maschinenrichtung (mit 500% Dehnung beim Bruch) und von 1300 Gramm in der Querrichtung (mit 650% Dehnung beim Bruch), was durch den ASTM-Test D-882 bestimmt wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Filmes kann entweder in Chargen oder kontinuierlich durchgeführt werden, und es entspricht allgemein den Chargen- bzw. den kontinuierlichen Prozessen, wie sie in der anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 beschrieben sind. Die bevorzugte Ausführungsform besteht in einer kontinuierlichen Vorrichtung, wie sie hier im weiteren beschrieben werden wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist dargestellt, wie der Film 33 von der Abwickelstation in die Lochungsstation 40 an deren rechter Seite eintritt. Die Lochungsstation 40 weist eine wabenkörperförmige Stütztrommel 41 auf, die drehbar in einem Rahmen F 1 montiert ist. Die Trommel 41 trägt, befestigt an ihrer äußeren Umfangsfläche, ein dreidimensionales unterstützendes Teil oder Formungselement, welches hierin später im Detail beschrieben werden wird. Vier Wasserstrahl- Rohrverteiler 42 werden ebenfalls vom Rahmen F1 gehalten, und vier Absaugschlitze, einer für jeden Rohrverteiler 42 sind im Inneren der Stütztrommel vorgesehen, wie es später im Detail beschrieben werden wird. Die Saugschlitze sind innerhalb der Trommel angebracht und zu den Wasserstrahl-Rohrverteilern außerhalb der Trommel ausgerichtet. Jeder Wasserstrahl-Rohrverteiler umfaßt einen Metallstreifen, der hier manchmal als Öffnungsstreifen bezeichnet werden wird, mit einer Vielzahl von Öffnungen vorgegebener Größe und vorgegebenen Abstandes. Spezielle Beispiele solcher Öffnungsstreifen werden später detailliert beschrieben werden. Ein gegebener Rohrverteiler 42 kann einen oder mehrere Öffnungsstreifen umfassen. Die Öffnungsgröße ist vorzugsweise für jeden Streifen konstant. Jedoch kann sie für einen gegebenen Streifen auch variieren. Der Abstand zwisehen der Unterseite des Öffnungsstreifens und der Außenseite des unterstützenden Elementes der Öffnungstrommel liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 12,7 mm und 25,4 mm (0,50 Zoll bis 1,0 Zoll).
Heißes Wasser wird unter Druck in die Rohrverteiler 42 gepumpt, und dieses unter Druck stehende Wasser tritt durch die Vielzahl an Öffnungen im Öffnungsstreifen in Form säulenartiger Wasserstrahlen aus. Der Wasserdruck in jedem Rohrverteiler 42 kann gesondert eingestellt werden. Der eintretende Film 33 wird über eine Führungsrolle 43 und dann über den Außenumfang des dreidimensionalen Formungselementes auf der Stütztrommel 41 gezogen, wobei die erhabene Seite des Filmes am Formungselement anliegt. Die aus den Öffnungsstreifen austretenden säulenartigen Wasserströme treffen auf den Film auf und veranlassen dessen Auslenkung in die zurückgesetzten Bereiche des unterstützenden Teiles auf der Trägertrommel hinein, wodurch der Film gedehnt wird und zu einer Vielzahl von Löchern unregelmäßiger Größe aufreißt. Der nunmehr gelochte Film 44 tritt aus der Lochungsstation 40 an deren linker Seite aus und durchläuft den Entwässerungsabschnitt 50.
Wie in Fig. 4 dargestellt, sind im Entwässerungsabschnitt 50 zwei Entwässerungstrommeln 51 in einem Rahmen F3 drehbar gelagert. Die Trommeln 51 haben eine Wabenanordnung, und jede Trommel weist zwei damit verbundene Vakuumschlitze auf, welche ein Vakuum bis zu 0,18 m (7 Zoll) Quecksilbersäule ziehen können. Es gibt zwölf Luft-Messer 52, sechs von diesen sind für jede Trommel 51 vorgesehen. Die zugehörigen den Entwässerungstrommeln 51 zugeordneten Saugschlitze sind im Inneren der Trommeln angeordnet, während die Luft-Messer 52 außerhalb der Trommeln 51 angeordnet sind. Der Wasserüberschuß wird durch das Auftreffen der Hochgeschwindigkeits-Luft aus den Messern 52 auf dem gelochten Film und durch Absaugen durch die Saugschlitze in den Trommeln 51 entfernt. Die Luft-Messer 52 arbeiten mit einer Lufttemperatur von etwa 60ºC bis etwa 82ºC (150ºF und 180ºF). Der Gesamt-Luftstrom durch die zwölf Luft- Messer 52 liegt zwischen etwa 8,6 m³ pro Minute und pro Längen-Meter und 17,3 m³ pro Minute und pro Längen-Meter (1000 Kubikfuß pro Minute und pro Längen-Fuß bis etwa 2000 Kubikfuß pro Minute und pro Längen-Fuß) des gelochten Filmes. Der entwässerte Film 53 verläßt die Entwässerungsstation 50 an deren linker Seite und durchläuft die Trocknungsstation.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist die Luft-Trocknungsstation 60 einschließlich der beiden im Rahmen F4 montierten Vakuumtrommeln 61 dargestellt. Jede Trommel 61 hat einen Saugschlitz, der sich in einem Winkelbogen von 360º rund um die Trommel erstreckt. Zwanzig Luft- Messer 62 sind außerhalb jeder Vakuumtrommel 61 positioniert, und sie arbeiten bei Temperaturen zwischen 60ºC und 82ºC (150ºF und 180ºF). Der zusammengefaßte Luftstrom aller vierzig Luft- Messer 62 liegt zwischen etwa 43 m³ pro Minute und pro Längen-Meter und etwa 60 m³ pro Minute und pro Längen-Meter (etwa 5.000 Kubikfuß pro Minute und pro Längen-Fuß und 7.000 Kubikfuß pro Minute und pro Längen-Fuß) der Breite des gelochten Films. Der durch das Vakuum in den Trommeln 61 über der Dicke des Filmes verursachte Druckabfall beträgt etwa 50 mm (2 Zoll) Wassersäule. Der getrocknete Film 63 verläßt den Trocknungsabschnitt 60 an dessen linker Seite und läuft weiter zum Längsteilungs- und Aufwickelabschnitt 70.
Nunmehr auf die Fig. 6 Bezug nehmend tritt der Film 63 aus der Trocknungsstation aus und in die Längsteilungs- und Aufwickelstation 70 an deren rechter Seite ein. Ein Längsteiler 71, bestehend aus im Abstand voneinander angeordneten, gekerbten Längsteilermessern, schneidet den getrockneten gelochten Film auf die gewünschte Breite. Der getrocknete und geteilte gelochte Film durchläuft dann eine Aufbringungsvorrichtung 72 für den oberflächenaktiven Wirkstoff, wo dieser, beispielsweise Tween 20, mittels leichter Berührung aufgebracht wird. Der oberflächenaktive Wirkstoff wird vorzugsweise als wäßrige Lösung mit etwa 48,8% ±1,5% Gehalt an oberflächenaktivem Wirkstoff vorbereitet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Beschichtungsrollen-Geschwindigkeit 380 mm ±76 mm (15 Zoll ±3 Zoll) pro Minute. Vorzugsweise wird die oberflächenaktive Substanz auf der erhabenen Seite des Filmes aufgebracht. Die oben genannten Parameter ergeben eine Auflage des oberflächenaktiven Wirkstoffes von 388 mg/m² ±109 mg/m² (0,25 mg/Quadratzoll ±0,07 mg/Quadratzoll). Der geteilte und mit dem oberflächenaktiven Wirkstoff beschichtete Film läuft, noch feucht, zu einer Aufwickeleinheit 73, die in einem Rahmen F5 montiert ist, wo der beschichtete gelochte Film zu einer Rolle aufgewickelt wird.
Bezug nehmend auf die Fig. 7A bis 7E werden säulenartige Wasserstrahlen aus einem oder mehreren Öffnungsstreifen mit einer Vielzahl von Öffnungen freigesetzt. Vorzugsweise werden die Öffnungen durch Bohren eines Vorform-Metallstreifens zur Erzeugung zylindrischer Löcher hergestellt. Es wird jedoch erwartet, daß Löcher vielfältiger Formen angewandt werden können.
Die Fig. 7A zeigt einen Öffnungsstreifen 80 zur Erzeugung säulenartiger Wasserstrahlen, deren jeder einen relativ kleinen Querschnitt zur Formung von Mikro-Löchern im Film aufweist. Die Öffnungen 82 im Rohrverteiler haben einen Durchmesser von 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll (0,005 Zoll)) und einen Abstand von 0,5 mm (0,020 Zoll) voneinander. Dieser Rohrverteilerstreifen kann von der Firma Nippon Nozzle Co. in Kobe, Japan, bezogen werden.
Die Fig. 7B bis 7E zeigen Öffnungsstreifen zur Erzeugung säulenartiger Wasserstrahlen, deren jeder einen relativ großen Querschnitt zur Herstellung großer Löcher im Film hat. Fig. 7B zeigt einen Öffnungsstreifen mit zwei Reihen 84 und 86 von Öffnungen 84' und 86', die beiderseits einer Mittel-Tangente im Abstand voneinander angeordnet sind. Die Öffnungen jeder Reihe haben einen Durchmesser von 0,38 mm (15 Tausendstel Zoll (0,015 Zoll)) und einen Mittenabstand von jeweils 0,56 mm (0,022 Zoll) voneinander. Die Abstände der Öffnungen in der oberen Reihe sind um 0,011 Zoll gegenüber den Abständen der Öffnungen in der unteren Reihe versetzt. Der Streifen weist 3580 Öffnungen pro Meter (90,9 Öffnungen pro Zoll) auf.
Fig. 7C zeigt einen Öffnungsstreifen mit zwei Reihen 88 und 90 von Öffnungen 88' und 90', die beiderseits einer Mittel-Tangente im Abstand voneinander angeordnet sind. Die Öffnungen jeder Reihe haben einen Durchmesser von 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll (0,020 Zoll)) und einen Abstand von jeweils 0,8 mm (0,032 Zoll) voneinander. Die Abstände der Öffnungen in der oberen Reihe sind um 0,4 mm (0,016 Zoll) gegenüber den Abständen der Öffnungen in der unteren Reihe versetzt. Der Streifen weist 2460 Öffnungen pro Meter (62,5 Öffnungen pro Zoll) auf.
Fig. 7D zeigt einen Öffnungsstreifen mit zwei Reihen 92 und 94 von Öffnungen 92' und 94', die beiderseits einer Mittel-Tangente im Abstand voneinander angeordnet sind. Die Öffnungen jeder Reihe haben einen Durchmesser von 0,64 mm (25 Tausendstel Zoll (0,025 Zoll)) und einen Abstand von jeweils 1 mm (0,038 Zoll) voneinander. Die Abstände der Öffnungen in der oberen Reihe sind um 0,5 mm (0,019 Zoll) gegenüber den Abständen der Öffnungen in der unteren Reihe versetzt. Der Streifen weist 2070 Öffnungen pro Meter (52,6 Öffnungen pro Zoll) auf.
Fig. 7E zeigt einen Öffnungsstreifen zur Erzeugung säulenartiger Wasserstrahlen, deren jeder einen relativ großen Querschnitt zur Herstellung großer Löcher im Film aufweist. Die Öffnungen haben jeweils einen Durchmesser von 0,64 mm (0,025 Zoll) und einen Mittenabstand von jeweils 2,1 mm (0,083 Zoll). Während der in Fig. 7E dargestellte Öffnungsstreifen zur Herstellung eines Filmes nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist, erfolgt die Benutzung der Öffnungsstreifen, wie sie in den Fig. 7B bis 7D dargestellt sind, gegenwärtig bevorzugt in Kombination mit einem oder mehreren Öffnungsstreifen mit relativ kleinen Öffnungen zur Herstellung von Mikro- Löchern.
Die kleinen Öffnungen (siehe Fig. 7A) haben vorzugsweise einen Durchmesser unter 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll). Die größeren Öffnungen (siehe Fig. 7B bis 7E) haben vorzugsweise einen Durchmesser größer als 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll).
Eine Vorrichtung zur Herstellung der gelochten Filme nach der vorliegenden Erfindung ist in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 beschrieben. Die Vorrichtung zur Herstellung des Filmes nach der vorliegenden Erfindung weist bestimmte zusätzliche Merkmale auf, einschließlich eines zweiten Satzes von Öffnungsstreifen, wie sie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 7B bis 7E diskutiert wurden. Der Manometerdruck des den kleinen Öffnungen zugeführten Wassers ist im allgemeinen größer als 3,45 MN/m² (500 psig) und vorzugsweise liegt er in der Größenordnung von 3,45 MN/m² bis 11 MN/m² (500 psig bis 1600 psig) oder noch höher. Der Manometerdruck des den großen Öffnungen zugeführten Wassers ist im allgemeinen kleiner als 3,45 MN/m² (500 psig) und vorzugsweise liegt er in der Größenordnung von 0,86 MN/m² bis 1,4 MN/m² (125 psig bis 200 psig).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Ausrüstung mit den Öffnungen aus einer wabenartigen Stütztrommel, einem dreidimensionalen Formungselement, mehreren Wasserstrahl-Rohrverteilern und entsprechenden im Inneren entlang eines Umfangssektors der Trommel angeordneten Saugschlitzen. Das Formungselement ist eine gravierte Hülse, wie sie in den Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, welche auf der Wabenkörper-Trägertrommel befestigt ist. Die Saugschlitze sind im Inneren der Trommel angebracht und zu den Wasserstrahl-Rohrverteilern außerhalb der Trommel ausgerichtet. Jeder Wasserstrahl-Rohrverteiler enthält einen Metallstreifen mit einer Vielzahl von Öffnungen. Für einen bestimmten Rohrverteiler ist die Größe der Öffnungen über den ganzen Streifen konstant. Der Abstand zwischen dem Öffnungsstreifen und der Oberfläche der gravierten Hülse liegt vorzugsweise zwischen 13 mm und 25 mm (0,50 Zoll und 1 Zoll). Die Rohrverteiler werden mit erhitztem Wasser unter Druck gesetzt. Das unter Druck stehende Wasser tritt durch die Serie der Öffnungen im Öffnungsstreifen aus und erzeugt auf diese Weise im wesentlichen säulenartige Wasserstrahlen. Die Energie der auf den Film auftreffenden säulenartigen Heißwasserstrahlen veranlaßt eine Konturierung des Filmes entsprechend der Oberfläche der gravierten Hülse, wobei der Film gedehnt wird und unter Bildung einer Vielzahl von Löchern unregelmäßiger Größe reißt. Druck und Temperatur des jedem Rohrverteiler zugeführten Wassers können unabhängig voneinander geregelt werden. Die Prozeßparameter sind die folgenden:
Lineargeschwindigkeit: 46 m/min ... 183 m/min (50 Yard/min ... 200 Yard/min)
Wassertemperatur: 68ºC ... 74ºC (155ºF ... 165ºF)
maximale Anzahl der eingesetzten Rohrverteiler: 3
Abstand zwischen dem Rohrverteiler-Streifen und der Oberfläche der Hülse:
13 mm bis 25 mm (0,50 Zoll ... 1 Zoll)
Niederdruck-Rohrverteiler:
Anzahl der Rohrverteiler: 1
Größenbereich der Öffnungen: 0,37 mm ... 0,76 mm (0,0145 Zoll ... 0,030 Zoll)
Druck (psig): 1 MN/m² ±0,17 l MN/m² (150 psig ±25 psig)
Wasserstrom: 1,2 m³ 0,3 m³ pro Minute und pro Meter des Öffnungsstreifens
(8,0 Gallonen pro Minute ±2,0 Gallonen pro Minute und pro Zoll des Öffnungsstreifens (gpm/in))
Saugschlitz-Vakuum: 5,0 Zoll Quecksilbersäule + 3,0 Zoll Quecksilbersäule (-17 kPa ±10,2 kPa)
Hochdruck-Rohrverteiler:
Anzahl der Rohrverteiler: maximal 2
Größenbereich der Öffnungen: 0,13 mm ... 0,18 mm (0,005 Zoll ... 0,007 Zoll)
Druck: 8 MN/m² ±2,4 MN/m² (1.150 psig ±350 psig)
Wasserstrom: 0,13 m³ ±0,03 m³ pro Minute und pro Meter des Öffnungsstreifens (0,9 Gallonen pro Minute ±0,22 Gallonen pro Minute und pro Zoll des Öffnungsstreifens)
Saugschlitz-Vakuum: 5 Zoll Quecksilbersäule ± 3 Zoll Quecksilbersäule (-17 kPa ±10,2 kPa)

Rohrverteiler-Anwendungs-Folge:

Die Druckwasserstrahl-Rohrverteiler und ihre zugehörigen Öffnungsstreifen können in bezug auf die kontinuierliche Bewegungsrichtung des Filmes auf der Trommel in einer Anzahl verschiedener Folgen angeordnet werden. Jede der folgenden fünf Folgen kann zur Herstellung der Öffnungen im Film angewandt werden:
1. Niederdruck, Hochdruck
2. Niederdruck, Hochdruck, Hochdruck
3. Hochdruck, Niederdruck
4. Hochdruck, Niederdruck, Hochdruck
5. Hochdruck, Hochdruck, Niederdruck.
Bezugnehmend auf die Fig. 8 bis 10 ist das Formungselement eine dreidimensionale Fläche mit einer Vielzahl sich in radialer Richtung erstreckender Stützelemente, die vom Grundkörper des Formungs- oder unterstützenden Elementes aus aufragen. Diese Elemente entsprechen im wesentlichen denjenigen Elementen, die in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 beschrieben sind.
Fig. 8 ist eine perspektivische Explosivdarstellung eines Ausgangsfilmes 100, der von einem unterstützenden Teil 102 gehalten wird. Der Ausgangsfilm kann entweder geprägt oder ungeprägt sein. Als Alternative kann ein Bereich 104 des Ausgangsfilmes 100 Einprägungen 106 aufweisen, und andere Bereiche 108 sind ungeprägt, wie es im oberen Teil von Fig. 8 zu erkennen ist.
Das unterstützende Teil 102 besteht aus einem Grundkörper 110 mit einer oberen Oberfläche 110a und einer unteren Oberfläche 110b. Das unterstützende Teil 102 weist ferner eine Vielzahl von Öffnungen 112 auf, die sich in der Dickendimension von der oberen Oberfläche 110a zur unteren Oberfläche 110b erstrecken. Wie nachfolgend dargestellt werden wird, sind die Öffnungen 112 dazu vorgesehen, während der erfindungsgemäßen Herstellung des gelochten Filmes das Wasser abzuführen. Das unterstützende Teil 102 weist auch eine Vielzahl sich in radialer Richtung erstreckender Stützelemente 114 auf. Diese Stützelemente umfassen jeweils einen Fuß 116, welcher mit der Oberseite 110a des Grundkörpers 110 zusammenfällt sowie ein Paar unter einem Winkel verlaufender Seitenwände 118 und 120 (am besten zu erkennen in den Fig. 9 und 10). Die Seitenwände 118 und 120 erstrecken sich vom Fuß 116 nach oben und treffen sich in einem nicht vertieften Bereich bzw. einer Rippe 122. Die Stützelemente 114 sind untereinander parallel und haben einen gleichen Abstand voneinander. Sie können parallel, senkrecht oder unter einem Winkel zu den Seiten des unterstützernden Elementes verlaufen. Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, haben diese Stützelemente 114 in der Draufsicht eine allgemein sinusförmige oder Wellenform. Es versteht sich, daß die Stützelemente auch in anderen Anordnungen vorgesehen werden können, beispielsweise geradlinig, in Zick-Zack-Anordnung oder dergleichen. Eine detaillierte Beschreibung der Formungselemente befindet sich in der anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404.
Bezug nehmend auf die Fig. 11A bis 11D ist das fortschreitende Ziehen des Ausgangsfilmes 124 zur Formung der Öffnungen entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Fig. 11A wird der Ausgangsfilm 124 anfangs auf das unterstützende Teil gelegt. In Fig. 11B wird der Film 124 als Reaktion auf die Einwirkung der säulenartigen Wasserstrahlen verformt (d. h. gedehnt) und teilweise in den Raum zwischen den Stützelementen nach unten gezogen. In Fig. 11C beginnt der gezogene Film dünner zu werden. In Fig. 11D wird der Film noch weiter gezogen, wird noch dünner und beginnt zu reißen, um die Löcher 126 zu bilden. Dieser Vorgang ist in der anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 noch weiter beschrieben, wo die Bildung von Mikrolöchern beschrieben ist, welche von Mikrostreifen oder Fibrillen des Filmmaterials umgeben sind.
Wegen der vertikalen Elemente des Formungselementes wird der Film nach der vorliegenden Erfindung unmittelbar nach dem Verlassen des Prozeßschrittes gedehnt (d. h. mit beträchtlichen Abmessungen in der z-Richtung gegenüber dem nicht gelochten Ausgangsfilm). Bei einigen Verfahren des Standes der Technik muß die Dehnung in einem gesonderten Prägeschritt erfolgen (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4.609.518). Eine gedehnte oberste Lage begrenzt den Kontakt zwischen der Trägerin und der absorbierenden Schicht, wodurch bei Erzeugnissen mit einer solchen Lage das Gefühl der Trockenheit verstärkt wird.
Bei den hier beschriebenen Filmen, absorbierenden Erzeugnissen und Verfahren umfassen die Löcher im Film sowohl Mikro-Löcher als auch groß dimensionierter Löcher einschließlich solcher nur mit großen Löchern. Es wird angenommen, daß die Mikro-Löcher in erster Linie dadurch gebildet werden, daß der Film durch die säulenartigen Wasserstrahlen aus den kleineren Öffnungen im oben beschriebenen Öffnungsstreifen gezogen wird, wie es oben besprochen wurde. Es wird angenommen, daß die groß dimensionierten Löcher in erster Linie dadurch gebildet werden, daß das Filmmaterial durch die säulenartigen Wasserstrahlen aus den größeren Öffnungen und weniger durch dasjenige aus den kleineren Öffnungen im oben beschriebenen Öffnungsstreifen gezogen wird.
Der resultierende gelochte Film weist eine Kombination von groß dimensionierten Löchern bzw. Öffnungen mit einem durchschnittlichen EHD von etwa 0,2 mm bis etwa 0,8 mm (etwa 7 Tausendstel Zoll bis etwa 30 Tausendstel Zoll) und von kleinen Öffnungen oder Löchern auf, die manchmal auch als Mikro-Löcher bezeichnet werden, mit einem durchschnittlichen EHD von etwa 0,025 mm bis etwa 0,2 mm (etwa 1 Tausendstel Zoll bis etwa 7 Tausendstel Zoll). Solche gelochten Filme haben einen offenen Flächenanteil von etwa 3% bis etwa 13%. Es wurde gefunden, daß die Verwendung von Öffnungsstreifen mit Öffnungen, deren Durchmesser im Bereich von etwa 0,25 mm bis 0,6 mm (etwa 10 Tausendstel Zoll bis etwa 25 Tausendstel Zoll) liegen, zur Bildung von Löchern in dem Film führt, welche einen durchschnittlichen EHD von etwa 0,2 mm bis etwa 0,43 mm (etwa 7 Tausendstel Zoll bis etwa 17 Tausendstel Zoll) aufweisen. Die Fibrillen, welche die Mikro-Löcher und auch die groß dimensionierten Löcher umgeben und begrenzen, sind in der anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 detailliert beschrieben. Die Fibrillen haben Längen, die im Bereich von etwa 0,013 cm (0,005 Zoll) bis etwa 0,127 cm (0,05 Zoll), Breiten, die im Bereich von etwa 0,003 cm (0,001 Zoll) bis etwa 0,089 cm (0,035 Zoll) und Dicken, die im Bereich von etwa 0,0006 cm (0,00025 Zoll) bis etwa 0,005 cm (0,002 Zoll) liegen. Die Photographien der Fig. 12 bis 18A und 18B zeigen die Kombination von Mikro-Löchern und groß dimensionierten Löchern großer Abmessungen in einem erfindungsgemäßen gelochten Film. Die Photographien der Fig. 18C und 18D zeigen groß dimensionierte Löcher in einem erfindungsgemäßen gelochten Film.
Die Kombination von groß dimensionierten Löchern und Mikro-Löchern mit den oben diskutierten Maßen ergibt eine Verbesserung in den Sauberkeits- und Trockenheitseigenschaften, wenn der Film als oberste Lage einer Damenbinde verwendet wird. Der resultierende offene Flächenanteil liegt im Bereich von 3% bis 13%. Der Film nach dem Stand der Technik, welcher bei Anwendung säulenartiger Wasserstrahlen mit einem Durchmesser von 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) nur Mikro- Löcher aufweist (siehe anhängige Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404), ergab einen gelochten Film mit einem durchschnittlichen EHD von 0,07 mm (3 Tausendstel Zoll) und einem offenen Flächenanteil von etwa 3%. Die erhöhten Werte von Öffnungsgröße und offenem Flächenanteil in einem gelochten Film mit einer erfindungsgemäßen Kombination groß dimensionierter Löcher mit Mikro-Löchern ergibt ein besseres Niveau von Öffnungsgröße und offenem Flächenanteil, so daß sich ein vorteilhafter Kompromiß ergibt: Öffnungen die groß genug sind, um den Fluß der Menstruationsflüssigkeit schnell aufzunehmen und zum absorbierende Kern der Damenbinde durchzuleiten, aber klein genug, um die Verschmutzung des absorbierenden Kernes abzudecken und der Konsumentin so eine Wahrnehmung von Sauberkeit zu verschaffen. Somit haben die absorbierenden Erzeugnisse mit den gelochten Filmen nach der vorliegenden Erfindung verbesserte Reinigungs- und Trocknungseigenschaften.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Ausgangsfilm durch säulenartige Wasserstrahlen großen Durchmessers und geringen Druckes sowie durch säulenartige Wasserstrahlen kleinen Durchmessers und hohen Druckes gelocht. Diese Kombination von Strahlen hohen und niederen Druckes ergibt größere Öffnungen und größere offene Flächenanteile als bei Filmen, welche nur mittels Hochdruckstrahlen kleinen Durchmessers hergestellt wurden. Filme, die nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, fühlen sich für die Benutzerin auch weicher an als Filme, die nur mittels Strahlen großen Durchmessers und geringen Druckes hergestellt wurden.
Fig. 19 ist ein Block-Schaubild, welches die verschiedenen Schritte zur Herstellung der neuartigen gelochten Filme nach der vorliegenden Erfindung darstellt. Der erste Schritt des Prozesses besteht darin, ein Stück eines dünnen dehnbaren Filmes aus einem thermoplastischen Polymer auf einem Auflage- oder Stützelement zu positionieren (Block 1). Das Stützelement mit dem aufliegenden dehnbaren Film läuft dann unter den Hochdruck-Fluidausstoß-Düsen hindurch (Block 2). Das bevorzugte Fluid ist Wasser. Das Wasser wird von dem Trägerelement vorzugsweise durch Anwendung von Vakuum wegtransportiert (Block 3). Der Film wird dann entwässert, wofür bevorzugt eine Absaugung angewandt wird (Block 4). Der entwässerte gelochte Film wird vom Stützelement abgenommen (Block 5). Restliches Wasser wird beispielsweise durch einen Luftstrom von dem gelochten Film entfernt (Block 6). Als nächstes wird der oberflächenaktive Wirkstoff auf den gelochten Film aufgebracht (Block 7). Der gelochte Film wird aufgewickelt, um als wesentlicher Bestandteil für ein anderes Erzeugnis, wie beispielsweise eine Damenbinde, eine Wegwerfwindel oder einen Wundverband zu dienen (Block 8).
Bezugnehmend auf die Fig. 20 und 21 ist eine Damenbinde 130 mit einem absorbierenden Kern 132 beispielsweise aus Holzschliff-Fasern dargestellt, welche einen dünnen flüssigkeitsundurchlässigen Barrierefilm 134 sowie ein Abdeckmaterial 136 aufweist, welches einer der gelochten Filme nach der Erfindung sein kann. Vorzugsweise hat der Deckfilm die hier gezeigte und beschriebene Struktur. Der Barrierefilm 134, welcher beispielsweise ein dünner Polyethylenfilm sein kann, bedeckt die Unterseite des absorbierenden Kernes 132 und erstreckt sich auch über die Längsseiten des absorbierenden Kernes. Das Abdeckmaterial 136 ist ein wenig länger als der absorbierende Kern und um den absorbierenden Kern und um den Barrierefilm herum gefalzt, wie es in Fig. 21 dargestellt ist. Die Längskanten des Abdeckmaterials sind in der üblichen Weise mit dem Unterseitenmaterial der Damenbinde überlappt und dicht verbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Abdeckmaterial an den Enden 138 und 140 der Damenbinde miteinander dicht verbunden. Wie in Fig. 21 dargestellt, weist die Damenbinde 130 eine Klebschicht 142 zur Befestigung an der Unterwäsche der Trägerin auf. Die Klebschicht 142 ist vor dem Gebrauch durch einen Abziehstreifen 144 geschützt.

Beispiel 1

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen gelochten Filmes ist das Ausgangsmaterial ein geprägter Film, welcher von der Firma Exxon Chemical unter der Bezeichnung EMB-631 geliefert wird und eine Dicke von 0,024 mm (0,95 Tausendstel Zoll) hat. Dieser Film wird auf seiner erhabenen Seite durch Korona-Entladungen behandelt. Der Film wird auf dem Formungselement plaziert, wie es in den Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, welches auf einer Trägertrommel befestigt ist, wie es in den anhängigen Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen Nr. 08/417.404 und Nr. 08/417.408 von Turi und Miterf. beschrieben ist, wobei die koronabehandelte Seite vom Formungselement abgewandt ist. Es werden zwei Rohrverteiler angewandt, um säulenartige Wasserströme auf den Film zu richten. Der erste, stromaufwärts gelegene Rohrverteiler hat die in Fig. 7D dargestellte Anordnung der Öffnungen, d. h. zwei versetzte Reihen 92 und 94 von Öffnungen 92' und 94', deren jede einen Durchmesser von 0,6 mm (0,025 Zoll) hat. Die Öffnungen haben einen Mittenabstand von 1 mm (0,038 Zoll), so daß sich 2070 Löcher pro Meter (52,6 Löcher pro Zoll) ergeben. Der zweite, stromabwärts gelegene Rohrverteiler hat die in Fig. 7A dargestellte Anordnung der Öffnungen, d. h. eine einzige Reihe von Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,13 mm (0,005 Zoll). Die Öffnungen haben einen Mittenabstand von 0,5 mm (0,020 Zoll), so daß sich 1970 Öffnungen pro Meter (50 Öffnungen pro Zoll) ergeben. Wasser mit einer Temperatur von 74ºC (165ºF) wird dem ersten Rohrverteiler mit einem Manometerdruck von 1,14 MN/m² (165 psig) und dem zweiten Rohrverteiler mit einem Druck von 9,7 MN/m² (1400 psig) zugeführt. Der Film läuft unter den Rohrverteilern mit einer Geschwindigkeit von 133 m (435 Fuß) pro Minute durch. Der Saugdruck im Inneren der Trommel beträgt minus 1,3 m (50 Zoll) Wassersäule. Der Film wird mittels der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung entwässert und mittels der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung getrocknet. Im Anschluß an das Trocknen wird die erhabene Seite des Filmes sanft mit einer 48,8%igen Lösung von Tween-20 in Wasser bestrichen, wobei sich ein Belag der Lösung von 388 mg/m² (0,25 mg/Quadratzoll) ergibt. Das anschließende Aufrollen des Filmes bewirkt eine Überführung der oberflächenaktiven Lösung von der koronabehandelten erhabenen Seite auf die vertiefte Seite. Nachdem die oberflächenaktive Lösung endgültig getrocknet ist, hat der Film einen Gesamt-Belag an oberflächenaktivem Wirkstoff (beide Seiten zusammen) von 186 mg/m² (0,12 mg/Quadratzoll). Der resultierende gelochte Film hat eine Luftdurchlässigkeit von etwa 0,85 m³ pro Minute und pro Quadratmeter (325 Kubikfuß pro Minute und Quadratfuß) bei einer Druckdifferenz (AP) von 13 mm (0,5 Zoll) Wassersäule. Der Film hat einen offenen Flächenanteil von 6,24% sowie einen durchschnittlichen ECD von 0,25 mm bis 0,28 mm (10 Tausendstel Zoll bis 11 Tausendstel Zoll). Der ECD (Äquivalenter Kreisdurchmesser) wird auf der Grundlage der Fläche der Öffnung berechnet. Die Fläche wird unter Benutzung der Hard- und Software zur Messung des EHD in der anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 gemessen. Die Gleichung für den ECD ist Wurzel aus 4A geteilt durch π, wobei A die gemessene Fläche der Öffnung ist. Es gibt durchschnittlich 775.000 Öffnungen pro Quadratmeter (500 Öffnungen pro Quadratzoll). Die massive Dicke beträgt 0,4 mm (14,5 Tausendstel Zoll).

Beispiel 2

Es wurde eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen gelochten Filmes unter Verwendung des gleichen Ausgangsfilmes und des gleichen Formungselementes wie bei Beispiel 1 hergestellt. Die Lineargeschwindigkeit betrug 46 m/min (50 Yards/min). Es wurden zwei Rohrverteiler verwendet, um säulenartige Wasserströme auf den verwendeten Film zu richten. Der erste, stromaufwärts gelegene Rohrverteiler hat die in Fig. 7C dargestellte Öffnungsanordnung, d. h. es gibt zwei versetzte Reihen 88 und 90 von Öffnungen 88' und 90', wobei jede der Öffnungen einen Durchmesser von 0,5 mm (0,020 Zoll) hat. Die Öffnungen haben einen Mittenabstand von 0,8 mm (0,032 Zoll), so daß sich 2460 Löcher pro Meter (62,5 Löcher pro Zoll) ergeben. Der zweite, stromabwärts gelegene Rohrverteiler hat die in Fig. 7A der Zeichnungen dargestellte Anordnung der Öffnungen, d. h. eine einzelne Reihe von Öffnungen deren jede eine Durchmesser von 0,13 mm (0,005 Zoll) hat. Diese Öffnungen haben einen Mittenabstand von 0,5 mm (0,020 Zoll). Dies sind insgesamt 1970 Öffnungen pro Meter (50 Öffnungen pro Zoll). Das Wasser hat eine Temperatur von 91 ºC (160ºF) und wird dem ersten Rohrverteiler unter einem Druck von 1 MN/m² (150 psig) und dem zweiten Rohrverteiler unter einem Druck von 10 MN/m² (1500 psig) zugeführt. Die Trommel hat einen Unterdruck von 152 mm (6 Zoll) Quecksilbersäule (-20,4 kPa).
Im Entwässerungsbereich gibt es sechs Entwässerungsmesser und einen Unterdruck von 102 mm (4 Zoll) Quecksilbersäule. Die Lufttemperatur für den ersten Satz von Luftmessern war 82 ºC (180ºF). Die Lufttemperatur für den zweiten Satz von Luftmessern war 49ºC (120ºF). Es gab zwei Film-Trocknungszylinder, und jeder Zylinder hatte fünf beheizte Luftmesser. Die Heißluft- Temperatur der Messer betrug 66ºC (150ºF), und das Vakuum lag unter 25 mm (1 Zoll) Wassersäule.
Der nach Beispiel 2 hergestellte gelochte Film wurde mikroskopisch untersucht. Der Öffnungsbereich, die Lochgrößenverteilung sowie Gesamtmerkmale (Anzahl der Löcher) wurden nach Bildanalyseverfahren mit folgenden Ergebnissen gemessen:
* Der EHD wurde gemessen, wie es in der gemeinsam anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Eigenschaften der bei den Versuchen eingesetzten Öffnungsstreifen sind nachfolgend in Tabelle 1 angegeben: Tabelle 1: Eigenschaften der Öffnungsstreifen
* 1 Zoll = 25,4 mm

Versuche mit der Chargen-Herstellung von Filmen

Die Vorrichtung zur Chargen-Herstellung von Filmen wurde bei Untersuchungen verwendet, über welche unten in Tabelle 2 berichtet wird, und sie entsprach derjenigen von Fig. 3 der Zeichnungen. Jedoch wurde nur ein einziger Wasser-Rohrverteiler 42 und auch nur einer der verfügbaren Vakuumschlitze benutzt. Jeder der in Tabelle 1 mit "b" bis "f" bezeichneten Öffnungsstreifen wurde im Wechsel in einen einzigen Wasser-Rohrverteiler montiert und, wie in Tabelle 2 gezeigt, zur Herstellung einer oder mehrerer gelochten Filme verwendet. Die Ausgangsfilme und die Formungselemente waren die gleichen, wie in Beispiel 1.
Ein Stück des Ausgangsfilmes wurde mittels einer Anzahl aus dem Formungselement herausragender Stifte auf der Außenfläche desselben befestigt. Die Wabenkörper-Trommel wurde gedreht, so daß sich der befestigte Film außerhalb der Linie des einzigen Öffnungsstreifens befand. Im Inneren der Wabenkörper-Trägertrommel wurde Vakuum angelegt. Erhitztes Wasser wurde dem Rohrverteiler unter Druck zugeführt. Der Wabenkörper-Trägertrommel-Motor wurde in Bewegung gesetzt, um den Ausgangsfilm unter den Öffnungsstreifen zu bewegen. Der erhaltene Film wurde vom Formungselement abgenommen und mittels Luft getrocknet. Die Prozeßbedingungen zur Herstellung des Filmes und die damit erhaltenen Filmeigenschaften sind unten in der Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2: Chargen-Filmlochungs-Versuche
* Die Vakuumwerte sind als Wassersäule unter dem Atmosphärendruck ausgedrückt, wobei 60 Zoll = 1,52 m entsprechen.
150 Fuß/min = 46 m/min
** 160ºF = 71ºC
*** Der offene Flächenanteil und der EHD wurden nach dem Verfahren gemessen, welches in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/744.744 beschrieben ist.
(1) ECD
Die Daten zeigen folgende Trends:
. Die Vergrößerung des Fluiddruckes bei einem gegebenen Öffnungsstreifen ergibt einen vergrößerten offenen Flächenanteil.
. Die Vergrößerung des Öffnungsdurchmessers bei einem gegebenen Fluiddruck ergibt einen vergrößerten offenen Flächenanteil.
Infolge der Dehnung des Materials während des Lochungsvorganges wird das Flächengewicht des Filmes auf etwa 11 g/m² (0,47 Unzen/Quadratyard) reduziert, was etwa 65% des anfänglichen Film-Flächengewichtes entspricht. Wenn die Öffnungsstreifen von Tabelle 8 mit Öffnungen von 0,6 mm (0,025 Zoll) Durchmesser und Abständen von 1 mm (0,038 Zoll), 1,3 mm (0,050 Zoll) und 1,9 mm (0,075 Zoll) verwendet werden, nimmt der offene Flächenanteil von 13,1% auf 12,0 %, 11,2% und schließlich auf 10,1% ab.

Versuche mit kontinuierlicher Filmformung

Unter Anwendung des Ausgangsfilmes, des Formungselementes und des allgemeinen Verfahrens von Beispiel 1 wurden weitere Ausführungsformen des Filmes hergestellt. Die Eigenschaften der Öffnungsstreifen sind in der obigen Tabelle 1 beschrieben. Alle Durchläufe erfolgten unter Verwendung vom Wasser mit 71ºC (160ºF), wobei die koronabehandelte erhabene Seite des Ausgangsfilmes vom Formungselement abgewandt war. Die Anzahl der verwendeten Öffnungsstreifen, deren Eigenschaften und die Verfahrensbedingungen sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle 3: Versuche mit kontinuierlicher Filmlochung
120 Fuß/min = 37 m/min. 150 Fuß/min = 46 m/min.
Auf die Lufttrocknung der Filme folgend wird die koronabehandelte erhabene Seite des Filmes sanft mit einer 48,8%igen Lösung von Tween-20 in Wasser bestrichen, wobei sich ein Belag des oberflächenaktiven Wirkstoffes von 186 mg/m² (0,12 mg/Quadratzoll) ergibt, wie es oben in Verbindung mit Beispiel 1 beschrieben wurde.
Die bei diesen Versuchen hergestellten gelochten Filme wurden bezüglich Luftdurchlässigkeit, Öffnungsgröße, offenen Flächenanteilen, Durchlässigkeit sowie Biegelänge (als ein Maß für die Filmsteifigkeit) bewertet. Die Tests erfolgten nach den folgenden, der Fachwelt wohlbekannten Methoden. Die Luftdurchlässigkeit wurde entsprechend ASTM D737 geprüft. Die Öffnungsgröße und der offene Flächenanteil wurden unter Anwendung des äquivalenten Kreisdurchmessers (ECD) berechnet. Die Durchlässigkeit ist diejenige Zeit, die erforderlich ist, um 500 mm³ einer Testflüssigkeit durch den Film hindurch in einer Holzschliff-Unterlage zu absorbieren. Die Testflüssigkeit ist ein Gemisch aus 75 Masse-% defibriniertem Rinderblut und 25 Masse-% einer 10%igen wäßrigen Lösung von Polyvinyl-Pyrrolidon (GAF Povidone K-90). Die Biegelänge in Maschinenrichtung (MD) und in Querrichtung (CD) wurde nach ASTM D1388 gemessen. Die Eigenschaften der in kontinuierlichen Durchläufen hergestellten Filme sind nachfolgend in den Tabellen 4 bis 7 dargestellt. Tabelle 4: Luftdurchlässigkeit im kontinuierlichen Durchlauf gelochter Filme
Die Daten in Tabelle 4 zeigen, daß die Kombination von Öffnungen großen und kleinen Durchmessers (Versuche 16, 17, 22 und 23) besser durchlässige offene Filme ergibt als die Filme, die nur mittels Öffnungen kleinen Durchmessers hergestellt werden (Versuche 18 bis 21). Es wird angenommen, daß die Verwendung von Öffnungen mit großem Durchmesser, obgleich diese mit einem niedrigeren Wasserdruck arbeiten, die Hauptursache für die Bildung großer Löcher ist. Ferner wird angenommen, daß die Verwendung von Öffnungen kleinen Durchmessers die Hauptursache für die Bildung der kleineren Mikro-Löcher ist. Tabelle 5: Eigenschaften kontinuierlich gelochter Filme - Öffnungsgröße und offener Flächenanteil
Die Daten in Tabelle 5 zeigen, daß die Kombination von Öffnungen großen und kleinen Durchmessers (Versuche 16, 17, 22 und 23) einen Film mit größeren Lochabmessungen und größerem offenen Flächenanteil ergeben als Filme, die nur mit Öffnungen kleinen Durchmessers hergestellt wurden (Versuche 18 bis 21).
Die Fig. 22, 23 und 24 sind graphische Darstellungen der Lochgrößenverteilungen von Filmen, die bei diesen Versuchen mit einem Öffnungsstreifen mit 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser (Versuch Nr. 20), mit 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser (Versuch Nr. 15) bzw. mit einer Kombination des 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) Öffnungsstreifens gefolgt vom 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsstreifen (Versuch Nr. 16) (siehe Tabelle 3, oben) hergestellt wurden. Wie aus dieser graphischen Darstellung zu erkennen ist, geben gelochte Filme, die mittels Öffnungsstreifen unterschiedlicher Öffnungsgröße hergestellt wurden, die Auswirkungen der verschiedenen Öffnungsgrößen wieder. Der nur mittels eines Öffnungsstreifens mit 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser hergestellte Film (Versuch Nr. 20) hat Löcher, deren Durchmesser meist unter 0,25 mm (10 Tausendstel Zoll) liegt (Fig. 22). Der mittels eines Öffnungsstreifens mit 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser hergestellte Film (Versuch Nr. 15) hat als einziger eine breitere Verteilung der Lochdurchmesser mit zwei Spitzen bei etwa 0,23 mm (9 Tausendstel Zoll) und bei etwa 0,58 mm (23 Tausendstel Zoll) (siehe Fig. 23). Der mittels einer Kombination von Öffnungsstreifen mit 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser und mit 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser hergestellte Film (Versuch Nr. 16) hat eine Verteilung der Lochdurchmesser, die sich in erster Linie unter 0,3 mm (12 Tausendstel Zoll) konzentriert sowie eine leichte Konzentration bei einem Öffnungsdurchmesser von rund 0,58 mm (23 Tausendstel Zoll) (Fig. 24) aufweist. Diese drei graphischen Darstellungen zeigen, daß die Öffnungen mit 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser in erster Linie Mikro-Löcher sowie die Öffnungen mit 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser erzeugen und daß eine Kombination von 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser mit 0,5 mm (20 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser eine Kombination von Mikro-Löchern und großen Löchern erzeugt. Vergleichbare Daten sind in Fig. 25 dargestellt, welche die Lochgrößenverteilung in einer Probe eines gelochten Filmes mit Mikro-Löchern und mit großen Löchern zeigt, die entsprechend der vorliegenden Erfindung auf einer handelsüblichen Fertigungslinie hergestellt wurde. Tabelle 6: Eigenschaften kontinuierl. gelochter Filme - Durchlässigkeits-Zeit
Die Daten der Tabelle 6 zeigen, daß entweder große Lochdurchmesser allein oder die Kombination großer Durchmesser und kleiner Durchmesser (Versuche 15, 16, 17, 22 und 23) einen Film mit schnelleren Durchlaßzeiten ergeben als Filme nur mit kleinen Lochdurchmessern (Versuche 18 bis 21). Tabelle 7: Eigenschaften kontinuierlich gelochter Filme - Film-Steifigkeit
Die Daten zeigen, daß die MD-Biegelänge der Filme der Versuche 15 bis 23 mit denen anderer handelsüblicher Kunststoff-Abdeckungen von Damenbinden vergleichbar ist und daß die CD- Biegelängen der Filme im Vergleich zu den handelsüblichen Filmen geringer sind. Daher ist zu erwarten, daß die Steifigkeit und der Tragekomfort der Filme nach der vorliegenden Erfindung vergleichbar mit anderen handelsüblichen gelochten Filmen oder besser als bei diesen ist.
Die Ergebnisse zusätzlicher Versuche sind in Fig. 26 dargestellt. Bei diesen Versuchen wurde der Abstand der Öffnungen variiert, um die Auswirkungen auf den offenen Flächenanteil der Filme festzustellen. Zwei Wasserstrahl-Rohrverteiler wurden bei diesen Versuchen verwendet. Der erste, stromaufwärts angeordnete Rohrverteiler hatte einen Öffnungsstreifen mit zwei Reihen von Öffnungen zu beiden Seiten einer Längsmittellinie des Streifens, wobei die beiden Reihen der Öffnungen versetzt waren, wie es die Fig. 7B bis 7D zeigen, d. h. die Versetzung betrug die Hälfte des Mittenabstandes der Öffnungen innerhalb der Reihe. Alle Öffnungen hatten einen Durchmesser von 0,6 mm (0,025 Zoll). Der Mittenabstand der Öffnungen wurde für jeden Versuch variiert, wie in Tabelle 8 dargestellt.
Der zweite, stromabwärts angeordnete Rohrverteiler hatte einen Öffnungsstreifen mit einer einzigen Reihe von Öffnungen. Die Öffnungen hatten jeweils einen Durchmesser von 0,13 mm (0,005 Zoll) und einen Mittenabstand von 0,5 mm (0,020 Zoll). Dem ersten Rohrverteiler wurde Wasser mit einem Manometerdruck von 1 MN/m² (150 psig) zugeführt. Dem zweiten Rohrverteiler wurde Wasser mit einem Manometerdruck von 6,9 MN/m² (1000 psig) zugeführt. Der Film bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 46 m/min (150 Fuß/Minute). Der Unterdruck in der Trommel betrug 1,52 m (60 Zoll) Wassersäule. Die folgende Tabelle 8 zeigt den offenen Flächenanteil, die Anzahl der Löcher pro Quadratzoll, den ECD sowie die Luftdurchlässigkeit der erhaltenen gelochten Filme. Tabelle 8
* zwei Reihen von Öffnungen mit einem Durchmesser von 25 Tausendstel Zoll.
Die Luftdurchlässigkeit wurde nach ASTM D737 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 in m³/min/m² (Kubikfuß pro Minute und pro Quadratfuß des Filmes) angegeben. Die Luftdurchlässigkeiten des bei einem Manometerdruck von 1 MN/m² (150 psig) und 46 m/min (150 Fuß/Minute) gelochten Filmes betrugen 0,8 m³/min/m² (310 Kubikfuß pro Minute und pro Quadratfuß) für den Öffnungsstreifen mit 0,6 mm (25 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser und 1 mm (0,03 8 Zoll Abstand) (allein), und sie verminderten sich auf etwa 0,6 m³/min/m² (245 Kubikfuß pro Minute und pro Quadratfuß) für den Öffnungsstreifen mit 1,9 mm (0,075 Zoll) Abstand. Wenn der Öffnungsstreifen mit 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) Öffnungsdurchmesser hinzugefügt wurde, erhöhte sich die Luftdurchlässigkeit auf 1,33 m³/min/m² (505 Kubikfuß pro Minute und pro Quadratfuß) für den Steuerungsabstand. Es ergab sich eine nahezu lineare Abnahme in Abhängigkeit vom Abstand auf einen Wert von 1,14 m³/min/m² (435 Kubikfuß pro Minute und pro Quadratfuß) für den Abstand von 1,9 mm (0,075 Zoll). Bei 46 mlmin (150 Fuß/Minute) ergab die Kombination des Öffnungsstreifens mit dem großen Öffnungsdurchmesser von 0,6 mm (25 Tausendstel Zoll) mit demjenigen mit 0,13 mm (5 Tausendstel Zoll) eine gemessene Luftdurchlässigkeit von etwa 0,5 m³/min/m² (195 Kubikfuß pro Minute und pro Quadratfuß), was weit unter dem für den Streifen mit den großen Öffnungen allein gemessenem Wert liegt. Die obigen Daten zeigen, daß bei der Vergrößerung des Abstandes der großen Öffnungen weniger Löcher großer Abmessungen erzeugt werden und der offene Flächenanteil entsprechend vermindert wird.
Gelochte Filme, welche entsprechend der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/417.403 und Filme nach der vorliegenden Erfindung wurden geprüft und verglichen. Die Filme, welche auf der kontinuierlichen Fertigungslinie unter den folgenden Bedingungen hergestellt wurden, sind in Tabelle 9 dargestellt. Tabelle 9: Herstellung des gelochten Filmes und dessen Eigenschaften
Es wurden Damenbinden bestehend aus einer Abdeckung, einem absorbierenden Kern und einer Rückseitenlage hergestellt, wobei die gelochten Filme von Tabelle 9 als Material der Abdeckung verwendet wurden. Es wurden zwei verschiedene Ausführungen von Damenbinden hergestellt und unter Verwendung einer synthetischen Menstruationsflüssigkeit auf Durchlässigkeit und Rücknässen geprüft. Die synthetische Menstruationsflüssigkeit wurde durch Auflösen von 0,15% Polyacrylamid in einem isotonischen Phosphatpuffer hergestellt. Es wurden etwa 0,3% Germaben zugesetzt, um das Bakterienwachstum zu unterbinden. Der pH-Wert der Lösung wurde mit 7,4 gemessen und die Viskosität mit 30 Zentipoise auf einem rad pro Sekunde. Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen 10 und 11 dargestellt. Tabelle 10: Durchlässigkeit und Rücknässen von Damenbinden. hergestellt mit gelochten Filmen Tabelle 11: Durchlässigkeit und Rücknässen von Damenbinden. hergestellt mit gelochten Filmen
Die Daten in den Tabellen 10 und 11 zeigen die Durchtrittszeit und die Rücknäss-Absorption. Die Durchtrittszeit bezieht sich auf die zur Absorption von 500 mm³ synthetischer Menstruationsflüssigkeit benötigte Zeit, wobei eine geringe Zeitdauer erwünscht ist. Die Rücknäss-Absorption bezeichnet diejenige Flüssigkeitsmenge, die von einem Filterpapier absorbiert wird, welches nach der Absorption von 500 mm³ Flüssigkeit im Durchlässigkeits-Test mit der Damenbinde in Kontakt gebracht wird, wobei eine niedrige Rücknäss-Menge erwünscht ist.
Die Daten zeigen, daß ein großer Öffnungsbereich und ein großer Öffnungsdurchmesser der Filme nach der vorliegenden Erfindung eine zumindest gleiche oder schnellere Durchlässigkeit ergeben als die Filme nach dem Stand der Technik. Jedoch haben die verbesserten Filme nach der vorliegenden Erfindung sogar bei größerem Öffnungsbereich und größerem durchschnittlichen Öffnungsdurchmesser als die Filme nach dem Stand der Technik bei der Verwendung bei Damenbinden unerwartet geringere Rücknäss-Werte als die Filme nach dem Stand der Technik.
Ein anderer Test zur Messung des Transportes von Menstruationsflüssigkeit durch den gelochten Film hindurch ist der "Tropfen-Test". Vergleichsdaten für Filme nach der vorliegenden Erfindung gegenüber Filmen nach dem Stand der Technik sind nachfolgend in Tabelle 12 angegeben. Tabelle 12: Tropfen-Test-Daten für gelochte Filme auf der Damenbinden-Ausführung # 1
Die Daten der Tabelle 12 geben die zur Absorption eines Tropfens künstlicher Menstruationsflüssigkeit erforderliche Zeit an, wobei eine geringere Zeit-Dauer erwünscht ist. Beim ersten Test war der Film waagerecht angeordnet. Beim zweiten Test wurde der Film unter einem Winkel von 45º geneigt. Die Daten zeigen ferner die überlegenen Flüssigkeitstransport-Eigenschaften der Filme nach der vorliegenden Erfindung gegenüber Filmen nach dem Stand der Technik.
Gelochte Kunststoff-Filme entsprechend der vorliegenden Erfindung weisen folgende Eigenschaften auf: Sie fühlen sich weich an; sie sehen textilartig aus und fühlen sich auch so an; sie haben, wie in Tabelle 7 beschrieben, eine geringe Steifigkeit; die Öffnungsmuster, der offene Flächenanteil und die Porengrößenbereiche sind in Tabelle 5 und in den Fig. 23 bis 26 beschrieben; das Flächengewicht ist niedrig und liegt im Bereich von 16,6 gm² (0,7 Unzen pro Quadratyard) und der Kontaktwinkel Film/Luft/synthetische Menstrutionsflüssigkeit ist auf beiden Seiten des Filmes ≤70º.
Der gelochte Film der vorliegenden Erfindung mit Oberflächenbehandlung weist eine Gesamt-Flüssigkeitsdurchlässigkeits-Geschwindigkeit auf (wie sie an Hand der Duchlässigkeits- Zeiten für 500 mm³ synthetischer Menstruationsflüssigkeit gemessen wird, wobei das Meßverfahren in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/417.404 beschrieben ist), welche gegenüber nicht oberflächenbehandelten Filmen sowohl bei der Ausführung mit Holzschliff-Absorptionskern als auch mit Absorptionskern auf Torfmoos-Basis um etwa 34% verbessert ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines gelochten Films aus einem dehnbaren thermoplastischen Polymermaterial, das aufweist:

a) Bereitstellen eines Ausgangsfilms (100), welcher das dehnbare thermoplastische Polymermaterial aufweist und eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche hat;

b) Bereitstellen eines unterstützenden Teils (102), welches örtliche Stützbereiche (114) zum Stützen des Ausgangsfilms (100, 124), zurückgesetzte Zonen, in welche der Film (100, 124), durch Einwirkung von Flüssigkeitskräften darauf, deformiert werden kann und Mittel, welche es erlauben, die einwirkende Flüssigkeit von dem unterstützenden Teil weg zu transportieren; aufweist;

c) Unterstützen des Ausgangsfilms (100, 124) auf dem unterstützenden Teil (102), wobei Teile der unteren Oberfläche des Films in Kontakt mit den Stützbereichen (114) des unterstützenden Teils (102), wobei die obere Oberfläche des Films von dem unterstützenden Teil (102) abgewandt ist;

d) Formen von Mikrolöchern und groß dimensionierten Löchern (126) unregelmäßiger Größe in den Ausgangsfilm (100, 124), indem ein Fluid in Form von im wesentlichen säulenartigen Strömen ausgehend von wenigstens zwei Sätzen von Öffnungen (92', 94') gegen die obere Oberfläche des Ausgangsfilms (100, 124) einer Kontaktzone geleitet wird, um zu bewirken, daß der Ausgangsfilm (100, 124) sich zwischen den örtlichen Stützbereichen (114) des unterstützenden Teils (102) über die zurückgesetzten Zonen spannt, wobei die Öffnungen (92') des ersten Satzes (92) einen Durchmesser größer als 0,25 mm (10 mils) haben und das diesem zugeführte Fluid einen Manometerdruck von weniger als 3,45 MN/m² (500 psig) hat, um zu bewirken, daß der Ausgangsfilm (100, 124) in eine Vielzahl von groß dimensionierten Löchern (126) im Ausgangsfilm (100, 124) zwischen den örtlichen Stützbereichen (114) zerreißt, und wobei die Öffnungen (94') des zweiten Satzes (94) einen Durchmesser von weniger oder gleich 0,25 mm (10 mils) und das diesem zugeführte Fluid einen Manometerdruck von wenigstens 3,45 MN/m² (500 psig) hat, um zu bewirken, daß der Ausgangsfilm (100,124) in eine Vielzahl von Mikrolöchern (126) im Ausgangsfilm (100, 124) zwischen den örtlichen Stützbereichen (114) zerreißt, wobei die groß dimensionierten Löcher (126) eine Durchschnitts-EHD im Bereich von 0,2 mm (7 mils) bis 0,8 mm (30 mils) haben und wobei die Mikrolöcher (126) eine Durchschnitts-EHD von 0,025 mm (1 mils) bis 0,2 mm (7 mils) haben;

e) Abbheben des Films (100, 124) von der Kontaktzone; und

f) Entfernen des nun gelochten Films vom unterstützenden Teil (102).

2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das dem ersten Satz (92) von Öffnungen (92') zugeführte Fluid einen Manometerdruck im Bereich von 0,69 MN/m² (100 psig) bis 3,45 MN/m² (500 psig) hat.

3. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das dem ersten Satz (92) von Öffnungen (92') zugeführte Fluid einen Manometerdruck im Bereich von 0,86 MN/m² (125 psig) bis 1,38 MN/m² (200 psig) hat.

4. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die groß dimensionierten Löcher (126) einen durchschnittlichen EHD im Bereich von 0,2 mm (7 mils) bis 0,5 mm (20 mils) haben.

5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die groß dimensionierten Löcher (126) durch Fibrillen bestimmt sind.

6. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen (92') des ersten Satzes (92) einen Durchmesser im Bereich von 0,25 mm (10 mils) bis 0,8 mm (30 mils) haben.

7. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Öffnungen (92') des ersten Satzes (92) einen Durchmesser im Bereich von 0,4 mm (15 mils) bis 0,9 mm (35 mils) haben.

8. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid dem zweiten Satz (94) von Öffnungen (94') mit einem Manometerdruck im Bereich von 3,45 MN/m² (500 psig) bis 13,8 MN/m² (2000 psig) zugeführt wird.

9. Das Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Fluid dem zweiten Satz (94) von Öffnungen (94') mit einem Manometerdruck im Bereich von 5,52 MN/m² (800 psig) bis 10,3 MN/m² (1500 psig) zugeführt wird.

10. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Öffnungen (94') des zweiten Satzes (94) einen Durchmesser im Bereich von 0,25 mm (1 mils) bis 0,25 mm (10 mils) haben.

11. Das Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Öffnungen (94') des zweiten Satzes (94) einen Durchmesser im Bereich von 0,08 mm (3 mils) bis 0,2 mm (7 mils) haben.

12. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrolöcher (126) einen durchschnittlichen EHD von 0,05 mm (2 mils) bis 0,13 mm (5 mils) haben.

13. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrolöcher (126) durch Fibrillen bestimmt sind.

14. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluid vom ersten Satz (92) von Öffnungen (92') gegen die obere Oberfläche des Ausgangsfilms (100, 124) geleitet wird, bevor das Fluid vom zweiten Satz (94) von Öffnungen (94') geleitet wird.

15. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den weiteren Schritt des Bereitstellens eines dritten Satzes von Öffnungen, wobei die Öffnungen des dritten Satzes einen Durchmesser von weniger oder etwa gleich 0,25 mm (10 mils) haben und das diesem zugeführte Fluid einen Manometerdruck von weniger 3,45 MN/m² (500 psig) hat.

16. Das Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Öffnungen des dritten Satzes einen Durchmesser im Bereich von 0,025 mm (1 mils) bis 0,25 mm (10 mils) haben.

17. Das Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Öffnungen des dritten Satzes einen Durchmesser im Bereich von 0,08 mm (3 mils) bis 0,2 mm (7 mils) haben.

18. Das Verfahren gemäß Anspruch 15, Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei das dem dritten Satz von Öffnungen zugeführte Fluid einen Manometerdruck im Bereich von 3,45 MN/m² (500 psig) bis 20,7 MN/m² (3000 psig) hat.

19. Das Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei das dem dritten Satz von Öffnungen zugeführte Fluid einen Manometerdruck im Bereich von 5,52 MN/m² (800 psig) bis 10,3 MN/m² (1500 psig) hat.

20. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ausgangsfilm (100, 124) geprägt ist.

21. Das Verfahren gemäß Anspruch 20 umfassend das Bereitstellen eines geprägten Ausgangsfilms (100, 124) mit einer Kranz-Ausström-Behandlung auf einer seiner Seiten.

22. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend das Anwenden eines oberflächenaktiven Wirkstoffes auf einer Seite des gelochten Films.

23. Ein aus einem Ausgangsfilm (100, 124) von dehnbarem thermoplastischen Polymermaterial hergestellter gelochter Film aufweisend:

eine Reihe von im allgemeinen parallelen Rippen und eine Reihe von im allgemeinen parallelen Kehlen zwischen den Rippen; und

eine Vielzahl von Öffnungen in den Kehlen, die sich durch die Dicke des Films (100, 124) hindurch erstrecken und durch Fibrillen definiert sind, die aus dem thermoplastischen Polymermaterial geformt sind, wobei die Vielzahl von Öffnungen umfassen:

1) Mikrolöcher (126) unregelmäßiger Größe, wobei jedes eine EHD von 0,025 mm (1 mils) bis 0,2 mm (7 mils) hat; dadurch gekennzeichnet, daß:

die Vielzahl von Öffnungen ebenfalls umfaßten:

2) große Löcher (126) unregelmäßiger Größe, wobei jedes eine EHD von 0,2 mm (7 mils) bis 0,8 mm (30 mils) hat.

24. Der gelochte Film des Anspruchs 23, wobei ein Teil des gelochten Films eine die Dicke des Ausgangsfilms (100, 124) übersteigende Gesamtdicke hat.

25. Der gelochte Film von Anspruch 23 oder Anspruch 24, wobei die Vielzahl von Öffnungen eine erste und eine zweite Gruppe von Öffnungen umfaßt und die Öffnungen der ersten Gruppe eine die Größe der Öffnungen der zweiten Gruppe übersteigende Größe hat.

26. Der gelochte Film einer der Ansprüche 23 bis 25, wobei die Fibrillen eine mittlere Länge im Bereich von 0,13 mm (0,005 inch) bis 1,3 mm (0,05 inch) haben.

27. Der gelochte Film nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei die Fibrillen eine mittlere Dicke im Bereich von 0,025 mm (0,001 inch) bis 0,09 mm (0,0035 inch) haben.

28. Der gelochte Film nach einem der Ansprüche 23 bis 27, wobei die Fibrillen eine mittlere Dicke im Bereich von 0,006 mm (0,00025 inch) bis 0,05 mm (0,002 inch) haben.

29. Der gelochte Film gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28, wobei die groß dimensionierten Löcher einen durchschnittlichen EHD von 0,2 mm (7 mils) bis 0,5 mm (20 mils) haben.

30. Der gelochte Film des Anspruchs 25 oder eines davon abhängigen Anspruchs, wobei die zweite Gruppe von Öffnungen Mikrolöcher (126) aufweist, welche einen durchschnittlichen EHD von 0,025 mm (1 mils) bis 0,2 mm (7 mils) haben.

31. Der gelochte Film des Anspruchs 30, wobei die zweite Gruppe von Öffnungen Mikrolöcher (126) aufweist, die einen durchschnittlichen EHD von 0,05 mm (2 mils) bis 013 mm (5 mils) haben.

32. Der gelochte Film gemäß einem der Ansprüche 23 bis 31, wobei der Ausgangsfilm (100, 124) eine Dicke im Bereich von 0,008 mm (0,3 mils) bis 0,08 mm (3 mils) hat.

33. Der gelochte Film gemäß Anspruch 32, wobei die Gesamtdicke des thermoplastischen Polymermaterials im Bereich von 0,13 mm (5 mils) bis 1 mm (40 mils) liegt.

34. Ein absorbierendes Produkt umfassend einen gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22 hergestellten gelochten Film oder einen gelochten Film nach einem der Ansprüche 23 bis 33 umfassend einen absorbierenden Kern, der sich gegenüberliegende Hauptflächen aufweist, wobei der gelochte Film wenigstens eine der Hauptflächen abdeckt.