DE69722947T2

DE69722947T2 - Atemfähige elastische polymerfolienverbundstoffe

Info

Publication number: DE69722947T2
Application number: DE69722947T
Authority: DE
Inventors: E. James PELKIE
Original assignee: Tredegar Film Products LLC
Current assignee: Tredegar Film Products LLC; Procter and Gamble Co
Priority date: 1996-10-10
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2017-10-10
Also published as: CN1323826C; CN1248937A; KR20050061611A; EA199900344A1; WO1998015399A8; PL333111A1; EP0930962B1; CA2268431C; PL187943B1; CA2268431A1; BR9712287A; ES2201273T3; EP0930962A4; AU7404198A; EA002839B1; TR199900793T2; KR100516326B1; AU744099B2; KR20000071225A; JP4801123B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochelastisches atemfähiges Folienlaminat, das durch ein Vakuumbildungslaminierungsverfahren hergestellt wird. Das erhaltene Laminat ist in Einwegprodukten wie Windeln und Hygieneprodukten brauchbar.
Hintergrund der Erfindung
Verschiedene Verfahren zum Binden von thermoplastischen Folien an Vliesgewebe oder andere thermoplastische Folien sind bekannt. Die vorliegende Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber den Vlieslaminatfolien des Standes der Technik. Tredegar Industries, an die die vorliegende Erfindung übertragen wurde, ist ein Führer bei der Entwicklung von sowohl laminierten Vlies/Folien-Verbunden als auch der Technologie von dreidimensionalen Vliesfolien. Zum Beispiel betrifft die US-A-4 317 792 eine dreidimensionale Vliesfolie und das Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie. Außerdem betrifft die US-A-4 995 930 von Merz ein Verfahren zum Laminieren von Vliesmaterial auf eine inelastische Folie.
Verschiedene Typen von elastischen Vliesfolien und Verfahren zur Herstellung dieser Folien sind bekannt. Die US-A-5 422 172 von Wu schlägt ein elastisches Laminat vor, das durch zunehmendes Strecken des Gewebes gebildet wird. Die resultierende Folie weist jedoch eine bleibende Dehnung von 10% nach 50% Dehnung auf, was als elastisches Material mit geringer Leistung anzusehen ist. Außerdem wird die Dampf- oder Luftdurchlässigkeit des Produkts dadurch erreicht, dass mechanische Mikroporen bereitgestellt werden.
Die US-A-5 462 708, US-A-5 422 178 und US-A-5 376 430 von Swenson et al. offenbaren elastische Folienlaminate mit einer elastischen Kernschicht und mindestens einer polymeren Hautschicht. Diese Folien sind aber keine atemfähigen Folien. Es gibt keinen Hinweis auf die Verwendung eines Vliesmaterials als Hautkontaktschicht. Außerdem würden die Verfahren der Patentschriften von Swenson et al. zusätzliche Materialien und Verfahrensschritte notwendig machen, um ein atemfähiges Vliesmaterial einsetzbar zu machen.
Die US-A-5 304 078 von Hogdson et al. offenbart ein Verfahren zur Bildung einer wärmeschrumpfbaren Folie, die elastische Eigenschaften nur aufweist, nachdem sie geschrumpft wurde. Das gemäß der Patentschrift US-A-5 304 078 hergestellte Produkt ist nicht atemfähig und verwendet kein Vliesverbundmaterial.
Die US-A-5 336 554 von Knight offenbart eine poröse elastomere Folie, bei der die Luftdurchlässigkeit durch die Verwendung von Laserperforation bereitgestellt wird. Die US-A-5 336 554 schlägt ein kostenträchtiges Herstellungsverfahren vor, um die Atemfähigkeit für elastische Folien und Laminate zu erreichen.
Die US-A-S 068 138 und US-A-4 970 259 von Mitchell et al. offenbaren die Verwendung von Blasfolie zur Herstellung von nicht-atemfähigen elastomeren Folien. Die Patentschriften US-A-5 068 138 und US-A-4 970 259 sprechen die inhärent klebrige elastomere Folie nicht an, gehen mit ihr nicht um und verarbeiten sie nicht. Außerdem schlägt keine der Patentschriften vor, die Elastomere auf ein Vliesmaterial zu laminieren.
Es gibt beträchtliche Probleme beim Arbeiten mit und beim Verarbeiten von elastomeren Folien, um brauchbare Produkte zu bilden. Die inhärenten Klebe- und Dehnungscharakteristika von elastomeren Folien machen es extrem schwierig, die Folien zu verarbeiten. Es ist insbesondere schwierig, eine beliebige elastomere Folie als eine Schicht in einem Mehrschichtlaminat zu verwenden.
Die WO-A-94/24354 offenbart ein planares Verbundmaterial, das eine perforierte Folie einschließt, wobei die Folie mit Fasern bedeckt ist, die aneinander und auch an die Folie gebunden sind.
Die WO-A-96/04131 offenbart eine laminierte Folie, die ein erstes dreidimensionales, mit Löchern versehenes oder nicht mit Löchern versehenes Folienmaterial mit Mikrovorsprüngen an der Bodenfläche aufweist, das in einer Vakuumkammer auf ein zweites flaches oder dreidimensionales, mit Öffnungen versehenes oder nicht mit Öffnungen versehenes Folienmaterial gebracht wird.
Die WO-A-96/21760 offenbart einen elastischen Verbundkörper mit Mehrstufendehnungscharakteristika. Das elastische Verbundmaterial liefert Mehrstufendehnungscharakteristika mit mehreren Belastungssenkungspunkten, die durch Änderungen der Struktur des Vlieses, während es gedehnt wird, und Änderungen der Struktur des schichtartigen elastischen Elements hervorgerufen werden.
Die vorliegende Erfindung spricht diese oben diskutierten Probleme an. Die inhärent klebrige Natur von elastomeren Folienzusammensetzungen macht es schwierig, die Folien zu verwenden. Zum Beispiel kann in Hygieneprodukten nur ein kleines Stück des dehnbaren Materials verwendet werden. Das Entfernen der Folie von einer Rolle oder einem Laufband, das Schneiden der Folie auf Größe und das Bewegen der geschnittenen Folie werden alle durch die Neigung der Folie behindert, an der Verarbeitungsausrüstung zu haften. Der Stand der Technik machte die Verwendung von nicht-klebenden thermoplastischen Hautschichten notwendig, um mit der elastischen Folie in weiteren Verarbeitungsschritten umgehen zu können.
Weil Produkte mit größerer Elastizität außerdem in medizinischen und Hygieneanwendungen verwendet werden, verstärken sich Hautschutzprobleme. Die dehnbareren elastischen Produkte passen sich besser an den Körper an, somit wird die Atemfähigkeit ausgehend von lose sitzenden Randbereiche des Produkts stark vermindert. Der engere Sitz des elastischen Produkts vermindert den Luftstrom zur Haut und erhöht somit die Neigung der Haut, unerwünscht feucht zu bleiben.
Es besteht weiter ein Bedarf nach verbesserten elastischen Folienlaminaten. Es ist wünschenswert, ein elastisches Folienlaminat bereitzustellen, das einfach in ein fertiges Produkt eingebracht werden kann, ohne dass Klebematerialien oder andere zusätzliche Verarbeitungsschritte verwendet werden müssen. Es ist auch wünschenswert, die elastischen Folien weiter zu verbessern, indem die elastischen Folien atemfähig oder dampfdurchlässig gemacht werden. Die elastischen atemfähigen Laminatfolien sind in Einwegprodukten und dergleichen brauchbar, bei denen Hautreizungen ein Problem darstellen.
Die vorliegende Erfindung überwindet die oben beschriebenen Nachteile und liefert ein Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, das in einem einzigen Verarbeitungsschritt gebildet wird, ohne Bedarf nach zusätzlichen Klebematerialien, sowie einen Absorbensgegenstand gemäß Anspruch 10.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochelastisches atemfähiges Folienlaminat, das eine dreidimensionale elastomere Folienschicht und eine Träger- oder Stützgewebeschicht umfasst. Es ist klar, dass die Begriffe "elastisch" und "elastomer" miteinander austauschbar verwendet werden können, und dass beide Begriffe im beabsichtigten Bereich der vorliegenden Erfindung liegen. Diese Begriffe "elastisch" und "elastomer" beziehen sich auf Materialien, die unter Kraft streckbar sind und nach Loslassen der Dehnkraft in die Ursprungs- oder im Wesentlichen Ursprungsform des Materials zurückkehren.
Das Trägermaterial liefert die gewünschten mechanischen Eigenschaften, die zum Umgang mit dem elastischen Folienlaminat und zur Verarbeitung des Laminats zu einem Endprodukt notwendig sind. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Trägergewebe thermoplastisches Folienmaterial oder Fasermaterial umfassen. Das Fasermaterial kann Fasergewebe, gewebte und/oder Vliesmaterialien umfassen.
Das erfindungsgemäße Verbundmaterial verbindet die Vorteile von sowohl Elastizität als auch Atemfähigkeit. Es ist beabsichtigt, das erfindungsgemäße Verbundmaterial als eine Schicht in verschiedenen Typen von Endanwendungsprodukten einzuschließen. Das resultierende elastische Folienlaminat ist für Einwegprodukte brauchbar, wie Seitenteile in Windeln und Hygieneprodukten, und für medizinische Anwendungen, wie Wundverbandstoffen und Verbandszeug.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine vorbestimmte Dicke einer Schicht aus Trägermaterial auf eine obere Fläche des elastomeren Folienmaterials direkt vor oder direkt bei der Bildung der dreidimensionalen Charakteristika der Folie aufgebracht. Das Trägermaterial wird mit einer geeigneten Spannung auf das Folienmaterial gebracht. In bevorzugten Ausführungsformen wird die elastische Folie unter Verwendung eines Vakuum- oder Wirkdruckverfahrens in eine dreidimensionale Struktur gebracht. Das Trägermaterial bedeckt eine vorbestimmte Fläche der elastomeren Folienoberfläche und versinkt teilweise auf der oberen Fläche des elastomeren Folienmaterials oder verbindet sich mit dieser.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrifft ein Folienlaminat, bei dem die Trägerschicht ein Fasermaterial umfasst. In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Fasermaterial Vliesmaterialien, während in anderen Ausführungsformen das Fasermaterial gewebte oder lose Fasern umfassen kann. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass während des Folienherstellungsverfahrens eine einheitliche Schicht von Fasermaterial auf eine elastische Folie aufgebracht werden kann. Bis die vorliegende Erfindung gemacht wurde war es nicht möglich, eine Schicht von Fasermaterial auf eine elastische dreidimensionale mit Öffnungen versehene Folie zu brin gen, um es zu ermöglichen, dass das gebildete Folienlaminat seine elastischen Charakteristika behält.
In den Ausführungsformen, bei denen das Trägermaterial ein Fasermaterial umfasst, hat die resultierende Folie das ästhetische Aussehen von kleiderartigem Stoff. Außerdem besitzt die Folie die Trockeneigenschaften von dreidimensionalen Vliesfolien, was in solchen Endanwendungen wie Einwegprodukten und Wundverbandstoffen und Verbandszeug gewünscht ist.
Gemäß bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden die Wärmeenergien von sowohl dem geschmolzenen oder halbgeschmolzenen polymeren elastomeren Folienmaterial als auch dem Trägermaterial genau zu dem Zeitpunkt gesteuert, zu dem die Elastomere einem Druckunterschied bei der Bildung der dreidimensionalen Struktur der Folie ausgesetzt wird. Die Wärmeenergien des Folienmaterials und des Trägermaterials werden so gesteuert, dass der Wärmeaustausch (der notwendig ist, um die Bindung zwischen dem elastomeren Folienmaterial und dem Trägermaterial zu erreichen) die Fähigkeit des elastomeren Folienmaterials nicht senkt, weiter zu seiner dreidimensionalen Struktur geformt zu werden.
In Ausführungsformen, bei denen das Trägermaterial ein Fasermaterial umfasst, können Teile des Fasermaterials in oder auf der oberen Fläche der Folie versinken, sich in oder auf ihr verbinden, ohne dass eine Störung oder ein Verlust der Integrität der Faser auftreten. Das Fasermaterial versinkt auf oder verbindet sich mit der oberen Fläche der elastomeren Folie, während die dreidimensionale Struktur der Folie so gebildet wird, dass ein mit Fasern beschichtetes dreidimensionales mit Öffnungen versehenes elastisches Folienlaminat hergestellt wird. Das resultierende Folienlaminat besitzt eine hohe Streckbarkeit oder Dehnung in Querrichtung und gute Atemfähigkeitseigenschaften und erhöhten ästhetischen Wert.
In bestimmten Ausführungsformen werden die relativen Positionen der Folienextrusionsdüse und der Laminierungspunkt des Folienmaterials mit dem Trägermaterial variiert, um die Bindungsfestigkeiten zu erreichen, die notwendig sind, um das Trägermaterial und das elastomere Folienmaterial miteinander zu laminieren, während die elastischen Eigenschaften des Folienmaterials beibehalten werden. Der genaue Ort oder Auftreffpunkt, an dem das Trägermaterial auf die obere Fläche des geschmolzenen oder halb-geschmolzenen elastomeren Folienmaterials gebracht wird, kann vor oder nach der Bildung der dreidimensionalen Struktur der Folie liegen. In verschiedenen Ausführungsformen wird das Trägermaterial auf die obere Fläche des geschmolzenen oder halb-geschmolzenen elastomeren Folienmaterials zu einem Zeitpunkt gebracht, der vor der Bildung der dreidimensionalen Struktur der Folie liegt. In einer anderen Ausführungsform wird eine Schicht des Trägermaterials an eine obere Fläche des geschmolzenen oder halb-geschmolzenen elastomeren Folienmaterials zu einem Zeitpunkt schmelzgebunden, der nach der Bildung der dreidimensionalen Charakteristika der elastomeren Folie liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der genaue Ort oder Auftreffpunkt des Trägermaterials auf das Folienmaterial so gewählt, dass verschiedene Betriebsbedingungen erfüllt sind. Die Kontakttemperatur und der Kontaktdruck zwischen dem Trägermaterial und dem elastomeren Folienmaterial werden reguliert. Der Ort des Auftreffens des Trägermaterials auf das elastomere Folienmaterial wird so reguliert, dass das Trägermaterial das geschmolzene oder halb-geschmolzene elastomere Folienmaterial nicht vorzeitig, sondern erst an dem gewünschten Auftreffpunkt berührt.
In bevorzugten Ausführungsformen befindet sich der Auftreffpunkt in einem vorbestimmten Abstand von dem Punkt, an dem der Druckunterschied von der unteren Fläche des elastomeren Folienmaterials bereitgestellt wird. Das Trägermaterial wird auf die obere Fläche des elastomeren Folienmaterials gebracht, ohne die Bildung der dreidimensionalen Strukturen, die in dem Folien material gebildet werden, zu stören. Der Druckunterschied wird so gesteuert, dass die dreidimensionalen Strukturen so mit Öffnungen versehen werden, dass das elastische Folienmaterial atemfähig ist.
Das Trägermaterial liefert einen zusätzlichen Widerstand für den Fluid- oder Lufttransport über das Druckgefälle. Während das elastomere Folien/Trägermaterial-Laminat über den Druckunterschied geleitet wird, wird die Größe des Druckunterschieds so reguliert, dass der zusätzliche Widerstand ausgeglichen wird, der aus der Anwesenheit des Trägermaterials resultiert, das auf die obere Fläche des elastomeren Folienmaterials laminiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Trägermaterial auf das elastomere Folienmaterial in einer solchen Weise gebracht, dass, wenn überhaupt, nur eine geringe Behinderung oder ein geringer Widerstand gegen den Luftstrom oder den Druckunterschied bestehen, der verwendet wird, um die dreidimensionalen Strukturen in dem Folienmaterial zu bilden.
In bevorzugten Ausführungsformen sind die gebildeten dreidimensionalen Strukturen expandierte Vorsprünge oder Öffnungen in der elastomeren Folie. Danach wird ausreichend Wärme bis zu einem Punkt unterhalb der Verfestigungs- oder Härtungstemperatur des Materials abgeführt, bevor das elastomere Folienmaterial/Trägermaterial-Laminat von dem Druckunterschied entfernt wird.
Die vorliegende Erfindung kann unter Verwendung eines Batch-Verfahrens mit vorher hergestellten Rollen von Trägermaterial ausgeführt werden, wie Faserstoffmaterialien und/oder Trägermaterialien vom Folientyp. Die vorliegende Erfindung kann auch unter Verwendung einer kontinuierlichen Zufuhr von Trägermaterial durchgeführt werden, wie einzelnen Fasern oder Fasergeweben, die auf das Folienmaterial aufgebracht werden. Die vorliegende Erfindung kann außerdem mit einer kontinuierlichen Zufuhr einer Folie des Trägermaterials durchgeführt werden, das auf das elastomere Folienmaterial co-extrudiert oder aufgebracht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann das Trägermaterial auf das elastomere Folienmaterial gebracht werden, um ein Laminat zu bilden, das in einem sekundären Verfahren mit Öffnungen versehen wird.
Es ist außerdem bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das erfindungsgemäße elastomere Folienlaminat eine Mehrschichtstruktur aufweisen kann, die eine erste Schicht aus Trägermaterial, eine Schicht aus elastomerem, dreidimensionalem Folienmaterial und eine dritte Schicht aus Trägermaterial umfasst.
In bestimmtem bevorzugten Ausführungsformen macht das Trägermaterial weniger als etwa 40% der effektiven Dicke des kombinierten elastomeren Folien/Trägermaterial-Laminats aus. In bestimmten anderen Ausführungsformen kann das Trägermaterial ausreichend dick sein, um dem elastomeren Folienlaminat eine zusätzliche Wirkung zu verleihen, wie stoffartige Charakteristika und/oder Absorbens- oder Flüssigkeitsaufnahme- und Durchlasseigenschaften. In anderen Ausführungsformen ist das Trägermaterial ausreichend dünn, um vor allem eine Trennung der streckbaren elastomeren Folie von der Verarbeitungsausrüstung sowohl während der Verarbeitung als auch der Endanwendung der Folie bereitzustellen (d. h. wenn das elastische Folienlaminat in ein fertiges Produkt eingearbeitet wird).
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Trägermaterial eine Folie, die eine niedrige bis mäßige Größe der Elastizität zeigt, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Vinylacetat und andere derartige polymeren Materialien. Es ist klar, dass das Trägermaterial andere Bestandteile einschließen kann, wie Antiblock- und Antislip-Bestandteile. Es ist außerdem klar, dass das Trägermaterial mehr als eine Schicht aufweisen kann und dass das Trägermaterial ein co-extrudiertes Folienmaterial sein kann. Jede Schicht des co-extrudierten Trägermaterials kann unterschiedliche Eigenschaften haben, die die Laminierung des Träger materials auf die elastomere Folie verbessern und/oder der Laminatfolie andere Vorteile verleihen.
In bestimmten Ausführungsformen, bei denen das Trägermaterial ein Fasermaterial umfasst, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fasermaterial Polyester, Polyolefine, Acrylmaterialien, Rayonmaterialien, Baumwolle und andere Cellulosematerialien und Mischungen dergleichen einschließen kann. Die Fasermaterialien können auch Zwei-Komponentenfasern einschließen, die eine inneren Kern aus einem Material und einen äußeren Kern aus einem zweiten Material aufweisen, Klebefasern, als auch Fasermaterialien mit Fasern mit unterschiedlichen Geometrien, Längen, Durchmessern und Oberflächenbehandlungen. Das Fasermaterial kann lose Fasern, gewebte Materialien und Vliesmaterialien umfassen, die unterschiedliche Basisgewichte, Faserzusammensetzungen und Faserlängen haben und die mit unterschiedlichen Verfahren hergestellt worden sein können.
In bestimmten Ausführungsformen kann das elastomere Folienmaterial ein Material umfassen, das als hochstreckbar angesehen wird und das beim Loslassen irgendeines Drucks oder irgendeiner Kraft, der oder die auf das Folienmaterial ausgeübt wird, zu seiner Ausgangs- oder fast zur Ausgangsform zurückkehrt. Elastomere Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, schließen Materialien vom Polyolefintyp ein, wie Polyethylenelastomere, und Polyurethanfolien. In bevorzugten Ausführungsformen ist das bevorzugte elastomere Folienmaterial in der Lage, eine im Wesentlichen vollständige Wiederherstellung zu erreichen, nachdem es auf mindestens etwa 300 bis etwa 400% seiner Ausgangslänge gestreckt wurde. Geeignete streckbare elastomere Folien umfassen natürliche polymere Materialien und synthetische polymere Materialien, einschließlich Isoprene, Butadien/Styrol-Materialien, und andere Elastomere. Andere geeignete Elastomere umfassen Styrol-Block-Copolymere, wie Styrol/Isopren/Styrol (SIS)-, Styrol/Butadien/Styrol (SBS)- oder Styrol/Ethylen-Butadien/Styrol (SEBS)-Block-Copolymere. Mischungen von diesen Polymeren, allein oder mit anderen modifizierenden elastischen oder nicht elastomeren Materialien, sind erfindungsgemäß ebenfalls brauchbar. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen können die elastomeren Materialien ein solches elastomeres Hochleistungsmaterial wie die elastomeren Harze Kraton^® von Shell Chemical Co. umfassen, die elastomere Block-Copolymere sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte schematische Querschnittsdarstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines elastomeren Folien/Trägermaterial-Laminats.
2 ist eine stark vergrößerte vereinfachte schematische Querschnittsdarstellung einer dreidimensionalen elastomeren Vliesfolie mit darauf laminiertem Fasermaterial als Trägermaterial.
3 ist eine stark vergrößerte vereinfachte schematische Querschnittsdarstellung einer dreidimensionalen elastomeren Vliesfolie mit daran haftendem Folienmaterial als Trägermaterial.
4 ist eine Hysteresediagramm, das zwei Dehnungszyklen zeigt.
Genaue Beschreibung der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensionales atemfähiges elastomeres Folienlaminat, das eine elastomere Folie und ein daran haftendes Trägermaterial umfasst. Das Laminat ist insbesondere als eine Schicht in Einwegartikeln brauchbar, einschließlich Absorbensprodukten und Wundverbandstoffen und dergleichen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Anwendungen beschränkt und das erfindungsgemäße Folienlaminat kann vorteilhaft verwendet werden, um andere Produkte herzustellen, die eine elastomere Folie mit gewünschten hohen Streck charakteristika umfassen. Zur Verdeutlichung ist hier in den 1 und 2 ein Folienlaminat im Detail beschrieben, das ein Faserstoffträgermaterial umfasst, das an einer dreidimensionalen elastomeren Folie angebracht ist. Diese detaillierte Beschreibung ermöglicht es jedoch den Fachleuten in der Technik, diese Erfindung anzupassen, um elastomere Folienlaminate für andere Anwendungen herzustellen.
1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung, die ein Verfahren zum Anbringen einer bestimmten Menge von Faserträgermaterial 10 auf einem geschmolzenen oder halb-geschmolzenen elastomeren Gewebe oder Folie 12 mit einer oberen Fläche 14 und einer unteren Fläche 16 zeigt. Das Fasermaterial 10 wird über eine Quetschwalze 11 auf die obere Fläche 14 des Folienmaterials 12 aufgebracht, um ein atemfähiges, elastisches, dreidimensionales Vliesfolien/Trägermaterial-Laminat 18 zu bilden.
In der gezeigten Ausführungsform wird das Folienmaterial 12 aus einer Foliendüse 20 abgegeben, vorzugsweise in einem Abstand von etwa 2,5 cm bis etwa 25,4 cm (1 bis etwa 10 Zoll), und insbesondere etwa 5,08 cm bis 10,16 cm (2 bis etwa 4 Zoll), vom Kontaktpunkt 21 auf Sieb- oder Folienbildungsmitteln 22. Das Folienmaterial 12 wird bei erhöhter Temperatur als geschmolzene oder halb-geschmolzene Kunststoff- oder Polymerharzmasse nachgeliefert und wird in bestimmten Ausführungsformen bei einer Temperatur von etwa 350 bis 600°F (175°C bis 315°C) nachgeliefert. Das Folienmaterial 12 wird gebildet und perforiert, indem ein Strom des Folienmaterials 12 über das Folienbildungsmittel 22 und ein Druckunterschiedsmittel 22 geleitet wird. Es ist klar, dass das Folienbildungsmittel 22 eine Vorrichtung vom Typ eines Laufbands (nicht gezeigt) oder anderes Druckunterschiedsmittel sein kann, das das Folienmaterial 12 bewegt. Zur Vereinfachung der Darstellung ist das Folienbildungsmittel 22 hier als Sieb oder Walze dargestellt. Das Folienbildungsmittel 22 weist eine rotierende Oberfläche 24 auf, die mit einer Vielzahl von Öffnungen 26, die sich durch es hindurcherstrecken, stark perforiert ist. Die Öffnungen 26 können auf der Oberfläche 24 zufällig beabstandet sein, oder sie können aufgrund ästhetischer und/oder funktionaler Anforderungen ein bestimmtes Muster bilden. Die Öffnungen 26 ermöglichen, dass ein Fluid wie Luft durch die Oberfläche 24 des Folienbildungsmittels 22 strömen kann. Das Folienbildungsmittel 22 schließt im Allgemeinen eine Verschlussvorderkante 31 und eine Verschlusshinterkante 33 ein, die eine Vakuumkammer 34 definieren. In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen liegt der Abstand zwischen den Verschlüssen 31 und 33 im Bereich von etwa 6 mm bis 152 mm (0,15 bis etwa 6 Zoll), und beträgt in bestimmten Ausführungsformen etwa 1,5 Zoll. Wenn das Filmbildungsmittel 22 ein Sieb ist, wie in den hier gezeigten Figuren, ist es bevorzugt, dass die perforierte Oberfläche 24 über die Verschlüsse 31 und 33 rotiert. Die Vakuumkammer 34 befindet sich innerhalb des Filmbildungsmittels 22 und wird eingesetzt, um einen Druckunterschied zwischen der oberen Fläche 40 und der unteren Fläche 16 des Folienmaterials 12 zu erzeugen.
Während das elastomere Folienmaterial 12 durch die Düse 20 extrudiert wird, kommt das Folienmaterial 12 mit der rotierenden perforierten Oberfläche 24 des Filmbildungsmittels 22 in Kontakt. Die rotierende perforierte Oberfläche 24 des Filmbildungsmittels 22 bewegt kontinuierliche Teile des Folienmaterials 12 über die Vakuumkammer 34. Der durch die Vakuumkammer 34 hervorgerufene Druckunterschied zieht Teile des Folienmaterials 12, die sich in der Nähe der Öffnungen 26 in der Oberfläche des Siebs 24 befinden, in die Öffnungen 26 und führt dazu, dass eine Vielzahl von dreidimensionalen Strukturen oder Vorsprüngen 36 in dem elastomeren Folienmaterial 12 an den Punkten gebildet werden, die sich in der Nähe der Öffnungen 26 in dem Sieb 24 befinden. Wie in 2 ersichtlich ist besitzt jeder Vorsprung oder jede Struktur 36 Seitenwände 37 und besitzt eine Öffnung 38 am fernen Ende 39. Das ferne Ende 39 befindet sich beabstandet von der oberen Fläche 14 der Folie 12.
Wenn man wieder auf 1 Bezug nimmt, besitzt das Trägermaterial 10 einer erste Oberfläche 40, die in Kontakt mit der oberen Fläche 14 der Folien 12 gebracht wird, und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche 42. Das Trägermaterial 10 besitzt eine gewünschte Dichte und Schichtdicke, die durch den Abstand zwischen der ersten Oberfläche 40 und der zweiten Oberfläche 42 des Trägermaterials 10 definiert ist. In bestimmten Ausführungsformen ist es vorteilhaft, ein Trägermaterial 10 zu verwenden, das ein Folienmaterial aufweist, das sich auf das Folienmaterial 12 in einem kontinuierlichen Verfahren (nicht gezeigt) aufbringen lässt. In anderen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, Fasernmaterialien als das Trägermaterial 10 zu verwenden. Das Trägermaterial 10 wird mit einer gewünschten Spannung und Rate auf die elastomere Folie 12 gebracht. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Trägermaterial 10 sehr dünn und empfindlich und wird fast ohne Spannung auf die elastomere Folie 12 überführt, um ein Brechen des Trägermaterials 10 zu vermeiden. In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann das Trägermaterial eine dickere Querschnittsbreite oder Dicke aufweisen, so dass das Trägermaterial 10 dem Laminat 18 zusätzliche gewünschte Charakteristika verleiht.
Ein Nachliefermittel 46 überführt das Trägermaterial 10 zu einem Auftreff- oder Laminierungspunkt 48, an dem das Trägermaterial 10 und die elastomere Folie 12 miteinander in Kontakt kommen, um das Laminat 18 zu bilden.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform kommt das Trägermaterial 10 mit der elastomeren Folie 12 am Auftreffpunkt 48 vor der Vorderkante 31 in Kontakt, die die Vakuumkammer 34 definiert. In bestimmten Ausführungsformen befindet sich ein Temperatursteuermittel 50 innerhalb der Verschlussvorderkante 31 an einem Punkt, der sich in der Nähe des Punkts befindet, an dem das Trägermaterial 10 mit der Folie 12 in Kontakt kommt. In der gezeigten Ausführungsform ist das Temperatursteuermittel 50 als Stangenheizer gezeigt. Die Quetsch- oder Auftreffwalze 11 kann auch temperaturgesteuert sein, um Wärme oder Kühlung zu ermöglichen, wenn dies gewünscht ist. Es ist jedoch klar, dass andere Temperatursteuermittel, einschließlich andere Heizmittel oder Kühlmittel, verwendet werden können, um die Temperatur der elastomeren Folie 12 und des Trägermaterials 10 an diesem Punkt einzustellen. Das Trägermaterial 10 versinkt teilweise in und/oder schmelzverbindet sich auf der elastomeren Folie 12.
Die Auftreffwalze 11 hat in bestimmten Ausführungsformen einen bevorzugten Durchmesser. Wenn die Auftreffwalze 11 einen zu großen Durchmesser besitzt, kann die Auftreffwalze 11 entweder den benötigten Luftstrom in den Vakuumspalt 34 blockieren oder dazu führen, dass das Trägermaterial 10 das geschmolzene Folienmaterial 12 zu früh berührt, oder beides. Es ist bevorzugt, dass das Trägermaterial 10 nicht zu früh auf das geschmolzene Material 12 gebracht wird, so dass das Trägermaterial nicht zusammenschmilzt oder zu tief in der Folie 12 versinkt. Es ist auch gewünscht, das Trägermaterial nicht zu spät in den Schmelzstrom des Folienmaterials 12 einzubringen, so dass die Folie 12 zu früh abkühlt und das Trägermaterial 10 nicht ausreichend an das Folienmaterial 12 bindet. Außerdem liefert in bestimmten Ausführungsformen die Auftreffwalze 11 ausreichend Druck, um das Versinken der ersten Oberfläche 40 des Trägermaterials 10 mindestens teilweise in die obere Fläche 14 der Folie 12 am Auftreffpunkt 48 zu unterstützen.
Mindestens eine weitere Walze 54 kann bereitgestellt werden, um die Entfernung der nachfolgenden Teile des elastomeren Folien/Trägermaterial-Laminats 18 von dem Folienbildungsmittel zu unterstützen. In bestimmten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Walze 54 eine Kühlwalze ist, um latente Restwärme von dem Laminat 18 abzuführen.
Gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform findet die Laminierung des Trägermaterials 10 auf das Material 12 statt, bevor die Folie 12 in die Vakuumkammer 34 eintritt oder dem Druckunterschied so ausgesetzt wird, dass das resultierende Laminat 18 sowohl eine hohe Dehnung als auch eine gewünschte Spannungsfestigkeit für die Handhabbarkeit des Laminats 18 hat.
In bestimmten Ausführungsformen werden das Temperaturkontrollmittel 50 und die Auftreffwalze 11 so eingestellt, dass ein richtiger Ausgleich der Wärmeübertragung der elastomeren Folie 12 und des Trägermaterials 10 stattfindet, um einem negativen Wärmestrom in der Folie 12 entgegenzuwirken, der stattfindet, wenn das Trägermaterial 10 mit der elastomeren Folie 12 in Kontakt kommt. Der richtige Ausgleich der Wärmeenergien stellt eine gute Bindung des Trägermaterials 10 an die elastomere Folie 12 sicher. Die elastomere Folie 12 und das Trägermaterial 10 werden dann in die Vakuumkammer 34 bei einer optimalen Temperatur geliefert, damit eine Vielzahl von dreidimensionalen Strukturen 36 und Öffnungen 38 in der elastomeren Folie 12 gebildet wird, während sich Teile der elastomeren Folie 12 über die Vakuumkammer 34 bewegen.
Die Temperatur am Laminierungspunkt 48 des Trägermaterials 10 auf die elastomere Folie 12 wird so reguliert, dass das Trägermaterial 10 an der elastomeren Folie 12 haftet, ohne dass die elastischen Eigenschaften der elastomeren Folie 12 zerstört oder geschädigt werden, während der elastomeren Folie 12 noch die gewünschten Atemfähigkeits- und Hanbhabbarkeitseigenschaften verliehen werden, wie Zugfestigkeit.
Erfindungsgemäß haftet das Trägermaterial 10 ohne die Verwendung von Klebemitteln an der elastomeren Folie 12. Der Schmelzzustand der Folie 12 wird so beibehalten, dass die Folie 12 einfach zu einer dreidimensionalen Vliesfolie 12 gebildet werden kann. Das Folienmaterial 12 ist geschmolzen oder halbgeschmolzen, d. h., dass sich der thermoplastische Schmelzstrom des elastomeren Folienmaterials bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur (T_m) des thermoplastischen Folienmaterials befindet. Die Schmelztemperatur von Polymeren wird durch Differentielle Thermoanalyse bestimmt. Wenn der Polymerstrom in der geschmolzenen oder halb-geschmolzenen Phase ist, ist das Polymer amorph, d. h. die Moleküle, die das elastomere Polymer ausmachen, bewegen sich frei, insbesondere wenn sie durch äußere Kräfte beeinflusst werden, wie einen Druckunterschied. Teile der elas tomeren Folie 12, die die dreidimensionalen Strukturen 36 bilden, werden durch die Kraft des Druckunterschieds in Z-Richtung gezogen. Die Teile der Folie 12 entsprechen der Form der Öffnungen 26 in der Oberfläche 24 des Druckunterschiedmittels 22. Die Folie 12 wird in den Öffnungen 26 gehalten, bis das elastomere Material mindestens teilweise aushärtet oder kristallisiert. Zu diesem Zeitpunkt ist die Folie 12 nicht länger formbar und die Folie behält ihre neue Form, mit den dreidimensionalen Strukturen 36 darin. Diese Phase wird auch als die Kristallisationstemperatur (T_c) bezeichnet und wird ebenfalls mit einem Kalorimeter für die Differentielle Thermoanalyse bestimmt. Nachdem die dreidimensionalen Strukturen 36 und Öffnungen 38 in der Folie 12 gebildet wurden, gibt die Folie 12 genug Wärmeenergie ab, um sich auf unter die Kristallisationstemperatur zu bewegen, während sie noch durch den Druckunterschied in ihrer neuen (dreidimensionalen) Form gehalten wird.
Die Zuführung (oder Abführung) von Wärme am Auftreff (Laminierungs)-Punkt von Trägermaterial 10 und elastomerer Folie 12 verstärkt die mechanische Bindung und das Verschmelzen durch Zuführung eines positiven (oder negativen) Wärmestroms, um dem negativen (oder positiven) Wärmestrom entgegenzuwirken, der durch den Kontakt der elastomeren Folie mit dem Trägermaterial hervorgerufen wird. Es ist auch vorgesehen, dass dem Trägermaterial selbst Wärme zugeführt oder von diesem abgeführt wird. Die Menge der der elastomeren Folie und dem Trägermaterial zugeführten oder von diesen abgeführten Wärme hängt von sowohl der Masse der elastomeren Folie und des Trägermaterials als auch den wärmespeichereigenschaften der Folie und des Trägermaterials ab.
In bestimmten Ausführungsformen, wenn das Trägermaterial 10 ein Fasermaterial umfasst, wirkt das Faserträgermaterial 10 als Widerstand gegenüber dem Luftstrom durch die Vakuumkammer 34. Mehr Fluidvolumen (d. h. mehr Luft oder ein größerer Druckunterschied) wirkt über die Vakuumkammer 34 des Druckunterschiedsmittels 22, um das Folienmaterial 12 zu formen und abzukühlen. Der Vakuumdruck hängt von der Dicke des Faser/Trä germaterials 10 ab, das auf die obere Fläche 14 der Folie 12 aufgebracht wird. In bestimmten Ausführungsformen werden etwa 10 bis etwa 20% mehr Luft über die Vakuumkammer 34 geleitet, wenn das Faserträgermaterial 10 auf die Folie 12 aufgebracht wird, verglichen damit, dass ein Trägermaterial vom Folientyp auf die Folie 12 aufgebracht wird. Dieses Fluidvolumen wird so reguliert, dass die Folie 12 so abgekühlt wird, dass die Bildung der dreidimensionalen Strukturen 36 in der Folie 12 ermöglicht wird, ohne dass im wesentlichen Wärme von dem Sieb 24 abgeführt wird. Wenn zuviel Wärme von dem Sieb 24 abgeführt wird, führt dies dazu, dass das Folienmaterial 12 auf dem Sieb 24 zu schnell abkühlt, wodurch eine gute Haftung des Trägermaterials 10 auf der oberen Fläche 14 der Folie 12 verhindert wird und außerdem verhindert wird, dass die dreidimensionalen Strukturen 36 und Öffnungen 38 in der Folie 12 gebildet werden.
Es ist klar, dass verschiedene elastomere Polymere unterschiedliche Schmelztemperaturen besitzen und dass der Abstand zwischen der Düse 20 und dem Auftreffpunkt 48 auf der Basis der Parameter variiert werden können, die durch die Verwendung eines bestimmten Parameters definiert sind. Somit hängt der Auftreffpunkt der Folie von der Schmelztemperatur des bestimmten Polymers ab, das zu dem Zeitpunkt verwendet wird.
In einem weiteren Beispiel erfordert der Wärmeausgleich (der durch den stattfindenden Wärmetransport erreicht wird), dass eine bestimmte Zeit vergeht. Somit definiert der Abstand zwischen der Verschlussvorderkante 31 und der Verschlusshinterkante 33 einen bestimmten Vakuumspaltabstand. Somit wird die Zeit durch die Rotationsgeschwindigkeit des Siebs 24 über die Vakuumkammer 34 und den Abstand zwischen der Vorderkante 31 und Hinterkante 33 der Vakuumkammer 34 bestimmt. Wenn man will, dass das Verfahren schneller abläuft, muss man den Abstand zwischen der Verschlussvorderkante 31 und der Verschlusshinterkante 33 erhöhen, um eine gewünschte Mindestzeit beizubehalten, die dafür notwendig ist, dass ein ordentlicher Wärmetransport stattfindet. Die hier definierten Parameter, die sich auf Schmelztemperatu ren, Schmelzstromlänge und Vakuumschlitzabstand beziehen, sind ein Satz von Kombinationen, die variiert werden können, um zur erfindungsgemäßen Folie zu kommen. Es können jedoch auch andere Parameter variiert werden, die sich auf die Positionierung des Auftreffpunkts beziehen, wie hier beschrieben ist.
Ein weiterer Parameter ist die Kompression oder der Druck des Trägermaterials 10 gegen die Folie 12, während das Trägermaterial 10 und die Folie 12 am Auftreffpunkt 48 zwischen dem Sieb 24 und der Auftreffwalze 11 sind. In bestimmten Ausführungsformen ist der Spalt am Auftreffpunkt 48 zwischen der Auftreffwalze 11 und dem Sieb 24 ausreichend breit, so dass die Kompressionskraft ursprünglich das Gewicht der Folie 12 und später die Kompressionskraft umfasst, die durch den Luftstrom durch die Folie 12 bereitgestellt wird, während die Öffnungen 38 gebildet werden. Die optimale Kompression beträgt etwa 5 bis etwa 50% der Umgebungshöhe des Trägermaterials 10. In bestimmten Ausführungsformen zwingt die elastomere Verformung der Fasern bei Kompression (d. h. die Tatsache, dass die Fasern dazu neigen, sich zu ihrer ursprünglichen Form aufzurichten und die Position einzunehmen, die sie vor der Kompression am Auftreffpunkt besaßen) einen Teil ihrer Faserlänge dazu, in dem weichen geschmolzenen Polymer direkt unter ihnen zu versinken. Zuviel Kompression zwingt zu viele Fasern dazu, tief zu versinken oder zu deformieren, und die gewünschten stoffartigen Charakteristika des Endprodukts gehen verloren. Außerdem führt zuviel Kompression zu Problemen, z. B. dass die Auftreffwalze 11 zurückfedert, was dann dazu führt, dass eine unebene Laminierung des Trägermaterials 10 auf das Folienmaterial 12 hervorgerufen wird. Wenn andererseits zu wenig Kompression verwendet wird, reicht die Kraft nicht aus, um ein ausreichendes Versinken des Trägermaterials hervorzurufen, so dass das Trägermaterial nicht ausreichend laminiert wird und abfällt oder sich vom Endprodukt ablöst.
In bevorzugten Ausführungsformen wird die Auftreffwalze 11 in einem bestimmten Abstand von dem Sieb 24 beabstandet. Ein Spalt definiert im Allgemeinen den Abstand zwischen der Walze 11 und dem Sieb 24. Der bevorzugte Abstand des Spalts zwischen der Walze 11 und dem Sieb 24 wird durch die effektiven Dicken der elastomeren Folie 12 und des Trägermaterials 10 bestimmt, die miteinander laminiert werden. Es ist jedoch klar, dass in bestimmten anderen Ausführungsformen der Spalt breiter als die effektive Dicke der Folie 12 und das Trägermaterial 10 sein kann. In bestimmten Ausführungsformen ist die Länge des Spalts etwas geringer als die effektiven Dicken der elastomeren Folie 12 und des Trägermaterials 10. Während die elastomere Folie 12 und das Trägermaterial 10 durch den Spalt geleitet werden, werden die effektiven Dicken der elastomeren Folie 12 und des Trägermaterials 10 etwas verringert. In bestimmten Ausführungsformen kann die Länge des Spalts im Bereich von etwa 50% bis etwa 500% der effektiven Dicken des Folienmaterials 12 und des Trägermaterials 10 liegen, die miteinander laminiert werden. In bestimmten Ausführungsformen überschreitet der Spalt 100%, wenn das Gewicht der Folie 12 die Kompressionskraft bereitstellt (wie oben beschrieben ist). In bestimmten Ausführungsformen beträgt der Spalt etwa 75% bis etwa 95% der effektiven Dicke des Folienmaterials 12 und des Trägermaterials 10. Wenn das Trägermaterial 10 in Kontakt mit der oberen Fläche 14 des Folienmaterials 12 gebracht wird, findet ein wesentliches Verbinden zwischen dem elastomeren Folienmaterial 12 und dem Trägermaterial 10 statt.
Es ist jedoch klar, dass in anderen Ausführungsformen die Auftreffwalze 10 in der Nähe der Hinterkante 33 der Vakuumkammer 34 (nicht gezeigt) sein kann, oder alternativ die Auftreffwalze 11 stromabwärts jenseits, der Hinterkante 33 der Vakuumkammer 34 (nicht gezeigt) plaziert werden kann. Die Position der Auftreffwalze 11 wird zum Teil durch die Temperatur des elastomeren Folienmaterials 12 und des Trägermaterials 10 bestimmt. Außerdem kann der Spalt so justiert werden, dass er den relativen effektiven Dicken der Folien entspricht.
In bestimmten Ausführungsformen beträgt das Basisgewicht des Fasermaterials vorzugsweise etwa 5 bis etwa 150 g/m², in bestimmten Ausführungsformen vorzugsweise etwa 15 bis etwa 35 g/m². Die Fasermaterialien mit niedrigerem Basisgewicht sind besonders zur Herstellung einer hochqualitativen Faserstruktur an der oberen Fläche der Folie brauchbar. Außerdem können die Faserdurchmesser der Fasern variiert werden. Bei dickeren Fasern ist es weniger wahrscheinlich, dass sie in die Öffnungen der Folie gezogen werden. In bestimmten Ausführungsformen können jedoch dickere Fasern verhedderte Fasermassen auf der oberen Fläche der Folie bilden. Der Druckunterschied wird vorzugsweise eingestellt, wenn Fasern mit feinerem Durchmesser verwendet werden, so dass kein Faserwirbelstrom erzeugt wird, bevor die Fasern mit feinerem Durchmesser mit der oberen Fläche der Folie in Kontakt kommen. Abgesehen von der Variation des Druckunterschieds kann der Abstand zwischen dem Punkt, an dem das Fasermaterial auf die obere Fläche der Folie abgegeben wird, eingestellt werden, um die Fasermenge zu steuern, die sich mit der bildenden Folie verbindet.
In bestimmten Ausführungsformen werden Gewebe von Fasermaterial an einem Punkt in der Nähe des Faserbildungsverfahrens hergestellt und direkt auf den sich bildenden Film gebunden.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Trägermaterial im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Folie bedecken kann, oder alternativ kann das Trägermaterial auf ausgewählte Teile der Folie gebunden werden. Die ausgewählten Zonen oder Teile der Folie können einfach durch funktionelle Muster festgelegt sein, die von der Endanwendung benötigt werden. Bei Anwendungen, bei denen eine selektive Bedeckung des Trägermaterials auf die Folie gebunden wird, kann das Trägermaterial geschlitzt, abgewickelt und über ausgewählte Teile der gebildeten Folie gebracht oder kanalisiert werden.
Die Folie kann mit unterschiedlichen Öffnungsmustern hergestellt werden, die unterschiedliche Prozentanteile der offenen Fläche, Lochgrößen, Lochgeometrien, Materialien und Oberflächen beschichtungen und Behandlungen aufweisen. Es ist auch vorgesehen, dass verschiedene Gemische von Harzen, die verwendet werden, um die Folie zu formulieren, verwendet werden können, um die gewünschten Qualitäten des Endanwendungsprodukts zu erreichen.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird das Trägermaterial im Allgemeinen von der Walze 46 abgegeben. Es ist jedoch klar, dass das Trägermaterial 10 mit anderen Verfahren geliefert werden kann, was eine direkte Bildung bei einem Folienbildungsverfahren einschließt (nicht gezeigt). Das in 1 gezeigte Trägermaterial ist ein Faservliesmaterial. Es ist jedoch klar, dass das Trägermaterial eine flache oder dreidimensionale thermoplastische oder nicht-thermoplastische Folie sein kann.
Verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den 2 und 3 gezeigt. Es ist jedoch klar, dass andere Kombinationen des Laminierens einer elastomeren Folie auf ein Trägermaterial erfindungsgemäß vorgesehen sind. Insbesondere können das Folienmaterial und das Trägermaterial Mehrschichtstrukturen umfassen.
2 ist eine vereinfachte vergrößerte Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laminats 18, das gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Das Laminat 18 zeigt bessere Elastizitäts-, Handhabbarkeitsund Atemfähigkeitseigenschaften bei einem Endprodukt. Die vorliegende Erfindung überführt die Merkmale der mechanischen Beständigkeit des Trägermaterials 10 auf die Oberfläche der mit Öffnungen versehenen elastomeren Folie 12. Das Laminat 18 umfasst die mit Öffnungen versehene polymere Folie 12 und das Trägermaterial 10. Die obere Fläche 14 der Folie ist im Wesentlichen planar. Die Vielzahl von dreidimensionalen Strukturen oder Vorsprüngen 36 definiert die untere Fläche 16 der Folie 12. Das ferne Ende 39 jedes Vorsprungs 36 definiert die Öffnung 38. Jede Öffnung 38 wird durch Seitenwände 37 begrenzt. Es soll erwähnt werden, dass sich die Wände 37 von der planaren Oberflä che 14 zu der Öffnung 38 selbst verjüngen. Die Seitenwände besitzen einen sich fortschreitend verdünnenden Querschnitt, was auf das Strecken oder die Deformierung zurückzuführen ist, die durch den Druckunterschied auf die Folie 12 hervorgerufen wird, während sich die Folie 12 über die Vakuumkammer bewegt. Die erste Oberfläche 40 des Trägermaterials haftet an der oberen planaren Oberfläche 14 der elastomeren Folie 12. Das Trägermaterial 10 verbindet sich mit der und/oder bindet mechanisch an die Folie 12.
3 zeigt ein Verbundlaminatmaterial 118, das eine dreidimensionale mit Öffnungen versehene Folie 112 mit einer planaren Oberfläche 114 und einer dreidimensionalen Oberfläche 116 umfasst. Eine Vielzahl von dreidimensionalen Strukturen oder Vorsprüngen 136 definiert die untere Fläche 116 der Folie 112. Jeder Vorsprung 136 besitzt Seitenwände 137 und ein fernes Ende 139, das eine Öffnung 138 definiert. Ein relativ planares oder glattes Trägermaterial 110 mit einer oberen Fläche 102 und einer unteren Fläche 104 wird so auf die dreidimensionale mit Öffnungen versehene Folie 112 laminiert, dass die planare Oberfläche 114 der Folie 112 und die untere Oberfläche 104 des Trägermaterials 110 miteinander laminiert werden.
Tabelle I liefert Beispiele für Laminate, die atemfähige elastomere dreidimensionale Folien umfassen, die an Vlies (nonwoven, NW)-Trägermaterialien gebunden sind. Es ist ersichtlich, dass die Zugbeanspruchung, die prozentuale Dehnung, die prozentuale Beanspruchung und die Porosität des Gewebes zeigen, dass das Gewebe gute Verarbeitungseigenschaften besitzt.
Die prozentuale bleibende Dehnung und die prozentuale Kraftentspannung bei 300% Dehnung zeigen das ausgezeichnete elastische Verhalten der erfindungsgemäßen Laminate. Außerdem zeigen die Gewebeporositätsdaten, dass ein breiter Bereich von Atemfähigkeit mit dem erfindungsgemäßen Laminat erreicht werden kann.
In dem in Tabelle 2 beschriebenen Datensatz: Gemisch A umfasst etwa 94% ABA-Block-Copolymer-Elastomer/5% Slip- & Antiblock-Konzentrat/1% Weißkonzentrat. Gemisch B umfasst etwa 71% ABA-Block-Copolymer Elastomer/23% Polyolefin-Elastomer/5% Slip- & Antiblock-Konzentrat/1% Weißkonzentrat.
Das Basisgewicht und der Typ des Vlieses (NW) werden wie folgt bezeichnet: "g/m²" bedeutet Gramm pro Quadratmeter "SBPP" ist gesponnenes Polypropylen und "HEC PP" ist hochdehnbares kardiertes Polypropylen.
Es wurden eine elastische Hysterese verwendet, um die elastische Leistung zu quantifizieren. Das elastische Verhalten mit hoher Leistung ist definiert durch bleibende Dehnung maximal 10% und Kraftentspannung maximal 21% nach 300% Dehnung. Wie in 4 gezeigt ist läuft das Verfahren zur Bestimmung der Hysterese einer Probe wie folgt ab:

1) Eine Probe von (1'' × 3'') 2,5 cm × 7,6 cm des Laminat wird in die Klemmbacken eines Instrons plaziert.
2) Die Probe wird (1) ein erstes Mal gedehnt (Dehnung Zyklus 1), mit einer Rate von 50,8 cm (20 Zoll) pro Minute auf die gewünschte Dehnung (z. B. 300%).
3) Die Kraft (F₁) beim Erreichen der gewünschten Dehnung (300%) wird vermerkt.
4) Die Probe wird (2) bei der gewünschten Dehnung (300%) 30 Sekunden lang gehalten, danach wird die Kraft (F₂) vermerkt.
5) Das Gerät wird (3) in die Ausgangsposition (Null Dehnung) zurückgebracht.
6) Die Probe wird im entspannten Zustand 30 Sekunden lang gehalten (4).
7) Die Probe wird (5) ein zweites Mal (Dehnung Zyklus 2) gezogen, mit einer Rate von (20 Zoll) 50,8 cm/min auf die gewünschte Dehnung (300%). Die Bewegungsweite EA) in den Instron-Klemmbacken, bevor die Folie eine Kraft ausübt, wird vermerkt.
8) Die Probe wird (6) bei der gewünschten Dehnung 30 Sekunden lang gehalten und dann entspannt (7).

4 ist ein Hysteresediagramm, das zwei Dehnungszyklen bei 300% zeigt. Die bleibende Dehnung ist ein Maß für die bleibende Verformung der Probe als Ergebnis von Zyklusanfangsdehnung, Halten und Entspannen. Genauer gesagt ist die bleibende Dehnung das Verhältnis von Dehnung (A), bestimmt im zweiten Zyklus, geteilt durch die gewünschte Dehnung (300%), in diesem Beispiel 8/300 = 0,0267 oder 2,67% bleibende Dehnung. Kraftentspannung ist definiert als der Kraftverlust als Ergebnis der Phasen Strecken und Halten im ersten Zyklus. Mathematisch ist Kraftentspannung (F₁ – F₂)/R₁ und wird typischerweise in Prozent angegeben.
Die TD-Kraft bei 100% Dehnung ist ein Maß für die Kraft, die notwendig ist, um das Laminat 100% in Quer (d. h. quer zur Maschinen)-Richtung zu dehnen. Die Dehnungseigenschaften (TD-Kraft) wurden unter Verwendung des Verfahrens ASTMD-882 bestimmt.
Die Gewebeporositätsdaten liefern ein Maß für den Luftstrom durch das Laminat. Die Porosität wurde unter Verwendung des Verfahrens ASTMD-737 bestimmt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vor allem im Zusammenhang mit der Seitenwand eines Einwegabsorbensprodukts beschrieben wurde, ist klar, dass die vorliegende Erfindung auch in vielen anderen Anwendungen und Umgebungen vorteilhaft benutzt werden kann.

Claims

Verbundmaterial, das eine elastomere dreidimensionale mit Öffnungen versehene Folie (12), die eine planare Oberfläche (14) und eine dreidimensionale Oberfläche aufweist, wobei die dreidimensionale Oberfläche eine Vielzahl von dreidimensionalen Vorsprüngen (36) aufweist, wobei jeder Vorsprung eine Öffnung (38) definiert, und ein Vliesträgermaterial (10) umfasst, das an mindestens eine von der planaren Oberfläche der elastomeren Folie und der dreidimensionalen Oberfläche der elastomeren Folie gebunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass (F₁– F₂)/F₁ maximal 21% beträgt, wobei F₁ die Kraft ist, die benötigt wird, um das Verbundmaterial bei Raumtemperatur mit einer Rate von 50,8 cm/min auf 300% Dehnung zu ziehen, F₂ die Kraft ist, die benötigt wird, um diese 300% Dehnung beizubehalten, oder dass die permanente Deformation des Verbundmaterials maximal 10% beträgt, nachdem das Verbundmaterial bei Raumtemperatur mit einer Rate von 50,8 cm/min auf 300% Dehnung gedehnt und 30 Sekunden dort gehalten worden ist und ferner in einem entspannten Zustand weitere 30 Sekunden lang bei Raumtemperatur gehalten worden ist.
Verbundmaterial nach Anspruch 1, bei dem das Verbundmaterial solche elastischen Eigenschaften aufweist, dass die Kraft, die benötigt wird, das Verbundmaterial 100% zu Strecken, in einem ungefähren Bereich von 3,59 N/cm (366 g/cm) bis 5,14 N/cm (524 g/cm) liegt.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elastomere Folie aus der Gruppe bestehend aus natürlichem polymerem Material, synthetischen polymeren Materialien, Isoprenen, Butadien/Styrol-Materialien, Styrol-Blockcopolymeren und Mischungen derselben ausgewählt ist.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger ein Vliesmaterial ist, das aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, Polyolefinen, Acrylmaterialien, Rayonmaterialien, Baumwolle, Cellulosematerialien und Mischungen dergleichen ausgewählt ist.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Vliesmaterial ein Basisgewicht im Bereich von 5 bis 150 g/m² aufweist.
Verbundmaterial nach Anspruch 5, bei dem das Basisgewicht im Bereich von 15 bis 35 g/m² liegt.
Verbundmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine erste Schicht des Folienträgermaterials (10) an die planare Oberfläche der elastomeren Folie gebunden ist.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die elastomere Folie (12) eine mit Vakuum mit Öffnungen versehene elastomere Folie umfasst und das Folienträgermaterial (10) auf der dreidimensionalen Oberfläche der elastomeren Folie aufgebracht ist.
Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die elastomere Folie eine mit Vakuum mit Öffnungen versehene elastomere Folie umfasst und das Folienträgermaterial auf der planaren Oberfläche der elastomeren Folie aufgebracht ist.
Absorbensgegenstand, der eine obere Schicht, die aus dem Verbundmaterial gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist, ein Absorbenspolster und eine fluidundurchlässige Rückenschicht umfasst.