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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Werkstoffe mit elastischen Abschnitten sowie Verfahren zur Herstellung
derselben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung saugfähige Kleidungsstücke, wie
beispielsweise Wegwerfwindeln und Inkontinenzkleidungsstücke für Erwachsene,
die derartige Werkstoffe enthalten, und die für das Aufnehmen und Speichern
von Körperausscheidungen
sowie für
das Verhindern eines Auslaufens ausgelegt sind.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Ein elastisches Bilden von Aufwerfungen
in ausgewählten
Bereichen von Kleidungsstücken
ist wünschenswert
oder wesentlich, um ein Kleidungsstück an den Körper eines Trägers, beispielsweise
an die Taille oder an das Handgelenk, anzupassen. Beispielsweise
verwenden herkömmliche
saugfähige
Erzeugnisse, wie beispielsweise Wegwerfwindeln, elastische Taillenbündchen und
Beinmanschetten, um zu einer Anpassung des Erzeugnisses an den Träger und
zu einem Verhindern des Auslaufens von Körperausscheidungen beizutragen.
Einige herkömmliche
saugfähige
Erzeugnisse weisen auch elastische Speicherschutz- oder Auslaufschutzbündchen an
den Bein- oder Taillenabschnitten des Erzeugnisses zur zusätzlichen
Verhinderung des Auslaufens auf.
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Zur Bildung derartiger elastischer
Abschnitte enthalten herkömmliche
Kleidungsstücke üblicherweise einzelne
Streifen oder Gewebeabschnitte aus elastischem Werkstoff, die an
dem Kleidungsstück
angebracht sind. Im allgemeinen wird der elastische Werkstoff auf
das Kleidungsstück
in einem gedehnten Zustand aufgebracht, sodass sich der elastische
Werkstoff bei Entspannung zusammenzieht und vorbestimmte Abschnitte des
Kleidungsstückes
rafft. Herkömmliche
Kleidungsstücke
enthalten zudem einzelne Streifen eines gebundenen elastischen Werkstoffes
entlang der Bein- oder Taillenbereiche, die durch das Einwirken
von Wärme
aktiviert werden, nachdem sie auf das Kleidungsstück aufgebracht
worden sind. Bei den vorstehend beschriebenen Kleidungsstücken werden
einzelne elastische Elemente im allgemeinen unter Verwendung herkömmlicher Schneide-
und Anordnungstechniken aufgebracht, wozu es komplizierter Vorrichtungen
bedarf, um die punktgenaue Anordnung jedes Elementes bezüglich der
anderen Komponenten des Kleidungsstückes sicherzustellen.
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Allerdings waren viele herkömmliche
Kleidungsstücke,
die derartige elastische Werkstoffe enthalten, sowie die Verfahren
zur Herstellung derartiger Kleidungsstücke nicht vollkommen zufriedenstellend.
So war es beispielsweise schwierig, die elastischen Werkstoffe in
einem gedehnten Zustand zu halten, während derartige gedehnte elastische
Werkstoffe wiederholbar und punktgenau an dem Kleidungsstück angebracht
wurden. Dieses Problem ist bei dem Versuch besonders augenscheinlich,
elastische Werkstoffe in nichtlinearen Gestaltungen anzubringen.
Darüber
hinaus neigen derartige vorgedehnte elastische Werkstoffe, nachdem
sie an einer Werkstoffstoffbahn angebracht sind, dazu, sich wieder
zusammenzuziehen und sich zu raffen, was die Aufrechterhaltung einer
punktgenauen Fixierung und Kontrolle der Werkstoffstoffbahn während zusätzlicher
Prozesse, wie beispielsweise der Anbringung zusätzlicher Komponenten an dem
Kleidungsstück,
schwierig macht.
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Des weiteren wird für den Fall
der Verwendung einzelner wärmeaktivierter
elastischer Werkstoffe die Wärmeaktivierung
im allgemeinen dadurch bewirkt, dass die Kleidungsstücke für eine bestimmte
Zeitspanne durch einen Warmluftkanal geführt werden. Bei einem derartigen
Aufbau dauert es üblicherweise
einige Sekunden, um die Temperatur des elastischen Werkstoffes für dessen
Aktivierung ausreichend zu erhöhen
und das Kleidungsstück
zu veranlassen, sich zusammenzuziehen und zu raffen. Als ein Ergebnis
hiervon können derartige
Verfahren der Erwärmung
riesige Energiemengen verbrauchen und unerwünschterweise zu niedrigeren
Herstellungsgeschwindigkeiten führen.
Entsprechend besteht ein Bedarf an verbesserten Kleidungsstücken mit
elastischen Abschnitten und insbesondere mit elastischen Abschnitten,
die in nichtlinearer Weise gestaltet sind, sowie an Verfahren zur
Herstellung derselben.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Entsprechend der vorstehend erläuterten
Schwierigkeiten und Probleme wird ein neuer Verbundwerkstoff mit
elastischen Abschnitten, ein neues einen derartigen Verbundwerkstoff
enthaltendes saugfähiges
Erzeugnis sowie ein neues Verfahren zur Herstellung derartiger Verbundwerkstoffe
vorgeschlagen.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung
betrifft einen Verbundwerkstoff mit elastischen Abschnitten. Der Verbundwerkstoff
enthält
einen temperaturempfindlichen elastischen Werkstoff und einen mikrowellenempfindlichen
Werkstoff, der in ausgewählten
Bereichen des temperaturempfindlichen elastischen Werkstoffes angeordnet
ist. Die elastischen Abschnitte des Verbundwerkstoffes werden gebildet,
indem Mikrowellenenergie auf den Verbundwerkstoff einwirkt, wodurch
an den mikrowellenempfindlichen Werkstoff angrenzender temperaturempfindlicher
elastischer Werkstoff aktiviert wird. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel
ist das Verhältnis
zwischen einer relativen dielektrischen Verlustzahl des mikrowellenempfindlichen
Werkstoffes und einer relativen dielektrischen Verlustzahl des temperaturempfindlichen
elastischen Werkstoffes mindestens ungefähr 5.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft ein saugfähiges
Erzeugnis mit elastischen Abschnitten. Das saugfähige Erzeugnis enthält mindestens
einen temperaturempfindlichen elastischen Werkstoff, eine in Aufeinanderlage
zu dem temperaturempfindlichen elastischen Werkstoff angeordnete
saugfähige Schicht
sowie einen in ausgewählten
Bereichen des temperaturempfindlichen elastischen Werkstoftes angeordneten
mikrowellenempfindlichen Werkstoff. Die ausgewählten Bereiche des temperaturempfindlichen
elastischen Werkstoffes werden aktiviert, indem Mikrowellenenergie
auf das Erzeugnis einwirkt, wodurch der mikrowellenempfindliche
Werkstoff zur Bildung der elastischen Abschnitte aktiviert wird.
Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel
sind die elastischen Abschnitte des saugfähigen Erzeugnisses angrenzend
an Beinöffnungen
in dem saugfähigen
Erzeugnis angeordnet.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes
mit elastischen Abschnitten. Das Verfahren umfasst das Zuführen einer
Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff, das Aufbringen
eines mikrowellenempfindlichen Werkstoffes in ausgewählten Bereichen
der Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff
zur Bildung des Verbundwerkstoffes und das Einwirken von Mikrowellenenergie
auf den Verbundwerkstoff, wodurch der an den mikrowellenempfindlichen
Werkstoff angrenzende temperaturempfindliche Werkstoff aktiviert
wird, damit sich in dem Verbundwerkstoff elastische Abschnitte bilden.
Die Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff
kann kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von mindestens ungefähr 200 Meter
pro Minute zugeführt
werden.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines saugfähigen Erzeugnisses
mit elastischen Abschnitten, wobei das Verfahren die nachstehenden
Schritte umfasst: a) Kontinuierliches Zuführen mindestens einer Stoffbahn
aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff; b) Aufbringen
einer saugfähigen
Schicht aufliegend auf der Stoffbahn aus temperaturempfindlichem
elastischem Werkstoff; c) Aufbringen eines mikrowellenempfindlichen
Werkstoffes in ausgewählten
Bereichen der Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem
Werkstoff; d) Einwirken von Mikrowellenenergie auf die Stoffbahn
aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff, und e) Diskontinuierliches
Zertrennen der kontinuierlichen Stoffbahn aus temperaturempfindlichem
elastischem Werkstoff zur Bildung des saugfähigen Erzeugnisses. Der mikrowellenempfindliche
Werkstoff wird von der Mikrowellenenergie erwärmt, wodurch die ausgewählten Bereiche
der Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff
aktiviert werden, damit sich die elastischen Abschnitte in dem saugfähigen Erzeugnis
bilden.
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Die verschiedenen Aspekte der vorliegenden
Erfindung können
vorteilhafterweise einen verbesserten Verbundwerkstoff und ein verbessertes
saugfähiges
Erzeugnis mit elastischen Abschnitten sowie Verfahren zur Herstellung
derselben bereitstellen. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung
einen Verbundwerkstoff bereitstellen, der unter Verwendung von Mikrowellenenergie
hergestellt wird, um ausgewählte
Abschnitte einer Werkstoffstoffbahn zu aktivieren und diese Abschnitte
elastisch zusammenziehbar zu machen, wobei andere Abschnitte der
Werkstoffstoffbahn nicht aktiviert werden. Die Verwendung einer
derartigen Mikrowellenaktivierung kann zu einem Energie sparenderen,
weniger kostenintensiven Verfahren zur Herstellung derartiger Verbundwerkstoffe
führen.
Die Mikrowellenenergie ist werkstoffspezifisch und erwärmt andere
Komponenten nicht. Daher wird die Energie bei der Aktivierung der
ausgewählten
Abschnitte des temperaturempfindlichen elastischen Werkstoffes vollständig ausgenutzt.
Darüber
hinaus müssen
die für
ein Ausführen
derartiger Verfahren und zur Herstellung derartiger Werkstoffe notwendigen
Vorrichtungen viel weniger kompliziert sein, da es einfacher ist,
die Fixierung und Kontrolle der Werkstoffe bei deren Durchlaufen
verschiedener Herstellungsschritte zu behalten, da die Werkstoffe
nicht elastisch aktiviert werden, bis zumindest die Mehrzahl dieser Schritte
ausgeführt
wurde. Für
den Fall, dass der mikrowellenempfindliche Werkstoff in Form einer
Lösung
vorliegt, ist es einfach, die gewünschten krummlinigen Formen
für die
elastischen Abschnitte unter Verwendung von Bedruck- oder Besprühtechniken
zu bilden, die im Vergleich zu herkömmlichen Schneide- oder Anordnungstechniken
einfacher an derartige Ausgestaltungen anzupassen sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Anhand der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung der Erfindung sowie anhand der beigefügten Zeichnung
wird die Erfindung im Detail verständlich, und weitere Vorteile
derselben werden augenscheinlich.
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1 zeigt
beispielhalber eine Draufsichtsskizze auf einen Verbundwerkstoff
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
beispielhalber eine teilweise mit Ausschneidungen versehene skizzenhafte
Draufsicht auf ein saugfähiges
Erzeugnis gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt
beispielhalber eine perspektivische Ansicht eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die nachfolgende detaillierte Beschreibung
eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffes,
eines erfindungsgemäßen Erzeugnisses
sowie bestimmter erfindungsgemäßer Verfahren
zur Herstellung derselben wird im Zusammenhang mit einem Wegwerfwindelerzeugnis
angegeben, das von Säuglingen
um den Unterleib herum getragen werden soll. Es ist jedoch unmittelbar
einsichtig, dass Verfahren und Werkstoffe der vorliegenden Erfindung
auch für
die Verwendung bei der Herstellung anderer Arten von Kleidungsstücken, wie beispielsweise
Vielzweckkleidung, Kittel für
medizinisches Personal in Krankenhäusern und dergleichen, wie auch
für die
Herstellung anderer Arten saugfähiger
Erzeugnisse, wie beispielsweise Damenbinden, Inkontinenzkleidungsstücke, Sporthosen
und dergleichen, verwendet werden können. Zudem wird die Erfindung
im Zusammenhang mit verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben. Es
sollte einsichtig sein, dass andere Ausführungsbeispiele der Erfindung
eine beliebige Kombination derartiger Ausgestaltungen enthalten
können.
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Ein Verbundwerkstoff mit erfindungsgemäßen elastischen
Abschnitten, der für
die Verwendung bei einem Bekleidungserzeugnis geeignet sein kann,
ist beispielhalber in 1 dargestellt.
Der Verbundwerkstoff 10 enthält einen temperaturempfindlichen
elastischen Werkstoff 12, der bei Normalbedingungen im
allgemeinen in einem gebundenen, nicht aktivierten Zustand vorliegt.
Der Verbundwerkstoff 10 umfasst zudem einen mikrowellenempfindlichen
Werkstoff 14, der in ausgewählten Bereichen des elastischen
Werkstoffes 12 angeordnet ist. Elastische Abschnitte 16 des
Verbundwerkstoffes 10 werden gebildet, indem Mikrowellenenergie auf
den Verbundwerkstoff 10 einwirkt. Die Mikrowellenenergie
kann von dem mikrowellenempfindlichen Werkstoff 14 entweder
aufgenommen oder reflektiert werden.
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Nimmt der mikrowellenempfindliche
Werkstoff 14 die einfallende Mikrowellenenergie auf und
wandelt diese in Wärme
um, steigt die Temperatur des mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14 bis
auf einen Punkt, an dem die in Kontakt mit dem erwärmten Werkstoff 14 befindlichen
ausgewählten
Bereiche des temperaturempfindlichen elastischen Werkstoffes 12 veranlasst
werden, ihre Entspannungstemperatur zu erreichen und sich zusammenzuziehen
oder sich elastisch zu aktivieren. Im allgemeinen ziehen sich, wenn
die ausgewählten Bereiche
des temperaturempfindlichen elastischen Werkstoffes 12 die
Entspannungstemperatur des Werkstoffes erreichen, die ausgewählten Bereiche
zusammen, und werden elastisch aktiviert. Der Umfang des Zusammenziehens
hängt von
der Art des Werkstoffes, von dessen Empfindlichkeit gegenüber Mikrowellenenergie
sowie von der Temperatur, auf die der Werkstoff erwärmt wird,
und der Art, in der er sich während
des Abkühlens
entspannt, ab.
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Alternativ nehmen für den Fall,
dass der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 die Mikrowellenenergie reflektiert,
diejenigen Bereiche des temperaturempfindlichen elastischen Werkstoffes 12,
die den Bereichen, auf die der mikrowellenempfindliche Werkstoff
aufgetragen ist, gegenüberliegen,
die einfallende Mikrowellenenergie auf und wandeln diese in Wärme um.
Als ein Ergebnis hiervon steigt in den gegenüberliegenden Bereichen die
Temperatur auf einen Punkt, der den elastischen Werkstoff 12 in
diesen Bereichen veranlasst, dessen Entspannungstemperatur zu erreichen
und sich zusammenzuziehen oder sich elastisch zu aktivieren. Daher
ermöglicht
die unterschiedliche Wirkung der einfallenden Mikrowellenenergie
auf den elastischen Werkstoff 12 und den mikrowellenempfindlichen
Werkstoff 14 das Zusammenziehen und die elastische Aktivierung vorbestimmter
ausgewählter
Bereiche des elastischen Werkstoffes 12. In Abwesenheit
des mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14 würde sich
in Abhängigkeit
von der Menge der einwirkenden Energie entweder der gesamte elastische
Werkstoff aktivieren, oder eine derartige Aktivierung würde bei
Einwirken von Mikrowellenenergie unterbleiben.
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Der temperaturempfindliche elastische
Werkstoff 12, wie beispielhalber in 1 dargestellt, kann ein beliebiger elastischer
Werkstoff sein, der gebunden ist, bis er auf seine Entspannungstemperatur
erwärmt
wird. Ein geeigneter elastischer Werkstoff kann aus einer breiten
Palette von Gewebewerkstoffen hergestellt werden, so beispielsweise
aus Folienwerkstoffen, nichtgewebten Werkstoffen, Schaumstoffen,
Naturfasern, synthetischen Fasern (beispielsweise Polyester- oder
Polypropylen-Fasern), einer Kombination aus natürlichen und synthetischen Fasern
oder mehreren Fäden
aus solchen Werkstoffen. Verschiedene gewebte und nichtgewebte Gewebe
können
für den
elastischen Werkstoff 12 verwendet werden. Beispielsweise
kann der temperaturempfindliche elastische Werkstoff 12 aus
einer Folie oder einem nichtgewebten Stoff aus Polyolefin-Fasern,
wie beispielsweise einer gebundenen metallorganischen Polymer-Folie,
bestehen.
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Der temperaturempfindliche elastische
Werkstoff 12 kann eine beliebige Entspannungstemperatur,
die eine gezielte Aktivierung des Werkstoffes ermöglicht,
aufweisen. So können
geeignete Werkstoffe beispielsweise eine Entspannungstemperatur
von ungefähr
50 bis ungefähr
110 Grad Celsius und bevorzugt von ungefähr 70 bis ungefähr 90 Grad
Celsius aufweisen. Der zur Bildung des elastischen Werkstoffes 12 verwendete Werkstoff
erfährt
unter Einwirkung einer ausreichenden Menge an Mikrowellenenergie
im allgemeinen ein wärmebedingtes
Schrumpfen von mindestens ungefähr
15 Prozent, bevorzugt von mindestens ungefähr 50 Prozent und besonders
bevorzugt von ungefähr
100 bis ungefähr
200 Prozent.
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Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung enthält
der elastische Werkstoff 12 einen elastomeren Werkstoff,
der im Handel unter der Handelsbezeichnung PEBAX von Elf Atochem, einer
Firma mit Filialen unter anderem in Philadelphia, Pennsylvania beziehbar
ist. Im allgemeinen enthält
ein derartiger Werkstoff ein segmentiertes Block-Copolymer mit abwechselnden
Segmenten aus Polyamid- und Polyether-Block-Polymeren. So kann ein
derartiger Werkstoff beispielsweise ein Poly(ethylen-Oxid)-Co-Poly(amid)-Copolymer
und ein Poly(ethylen-Hexen)-Copolymer enthalten. Ein derartiger
Werkstoff kann eine Flächenmasse
von ungefähr
50 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von ungefähr 1,01
Gramm pro Kubikmeter aufweisen.
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Alternativ kann der elastische Werkstoff
12 ein latentes metallorganisches katalysiertes Polyolefin-Elastomer
enthalten, das im Handel unter der Handelsbezeichnung EXACT 4003 von
Exxon Corporation, einer Firma mit Filialen unter anderem in Houston,
Texas beziehbar ist. Eine derartige Polyolefin-Elastomertolie weist
eine Flächenmasse
von ungefähr
50 Gramm pro Quadratmeter und eine Dichte von 0,865 Gramm pro Kubikzentimeter
auf.
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Geeignete Werkstoffe für den temperaturempfindlichen
elastischen Werkstoff 12 können mit Mitteln hergestellt
werden, die einem Fachmann bekannt sind. Im allgemeinen kann der
Werkstoff 12 gebildet werden, indem der Werkstoff monoaxial
gespannt wird, um den Werkstoff auf eine gedehnte Länge zu dehnen,
die erheblich größer als
diejenige Länge
ist, bei der eine dauerhafte Verformung auftritt. Bei Nachlassen
der Spannung entspannt sich der Werkstoff in Entsprechung zur Größe der dauerhaften
Verformung auf eine Länge,
die größer als
die ursprüngliche
Länge ist.
Daher ist die Differenz zwischen der ursprünglichen durch Vordehnung erreichten
Länge und
der Länge
bei dauerhafter Verformung für
ein Zusammenziehen unter Einwirkung von Mikrowellenenergie verfügbar.
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Der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14,
wie beispielhalber in 1 dargestellt,
kann ein beliebiger Werkstoff sein, der auf Mikrowellenenergie empfindlich
ist. So kann der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 beispielsweise
aufnehmend wirken und die Mikrowellenenergie aufnehmen, wodurch
die Temperatur steigt. Alternativ kann der mikrowellenempfindliche
Werkstoff 14 die Mikrowellenenergie reflektieren, sodass
der Werkstoff und die daran angrenzenden Bereiche des elastischen
Werkstoffes 12 keinen merklichen Temperaturanstieg erfahren.
Bei einer Verwendung des Verbundwerkstoffes 10 der vorliegenden
Erfindung bei bekleidungsartigen Erzeugnissen ist es wünschenswert,
wenn der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 das Aussehen oder
die Griffigkeit des elastischen Werkstoffes 12 nicht verschlechtert.
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Ein geeigneter mikrowellenempfindlicher
Werkstoff 14 kann in einer Vielzahl von Formen vorliegen.
So kann der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 beispielsweise
eine Beschichtung oder eine Schicht aus einem Klebemittel oder einer
Flüssigkeitslösung sein,
die Bestandteile enthält,
die mindestens einen Teil der einfallenden Mikrowellenenergie in
Wärme umwandeln.
Geeignete Bestandteile umfassen Polyacrylsäureester-Lösungen, Polyacrylsäure-Lösungen,
Polyvinylmethylether-Lösungen,
Polyamid-Lösungen
und Heißschmelzkleber
auf Polyamid- oder Polyvinylmethyl-Basis. Andere geeignete Bestandteile
umfassen leitfähige
Farblösungen,
wie beispielsweise Farben auf Kohlenstoff-Basis und Farben auf Metall-Basis,
wie beispielsweise Farben auf Nickel- oder Silber-Basis. Die Aufbringung
einer derartigen Flüssigkeitslösung, Farblösung oder
eines Klebemittels kann durch viele einem Fachmann bekannte Mittel
bewerkstelligt werden, die üblicherweise
dafür ausgelegt
sind, die Lösung
in einer beliebigen Form zur Bildung der ausgewählten und für eine elastische Ausgestaltung
vorgesehenen Bereiche bereitzustellen. Derartige bekannte Verfahren
zum Aufbringen haben im allgemeinen einen ungünstigen Einfluss auf die verarbeiteten
Werkstoffe. Alternativ kann der Werkstoff 14 aus einer
großen
Auswahl mikrowellenempfindlicher Gewebewerkstoffe, wie beispielsweise
Folienwerkstoffen, nichtgewebten Werkstoffen, Schaumstoffen, Naturfasern,
synthetischen Fasern oder Kombinationen derselben, hergestellt werden.
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Der temperaturempfindliche elastische
Werkstoff 12 und der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 gemäß der verschiedenen
Aspekte der vorliegenden Erfindung weisen relative dielektrische
Verlustzahlen auf, die voneinander verschieden sind, sodass sie unterschiedlich
auf einfallende Mikrowellenenergie reagieren. Im allgemeinen gibt
die relative dielektrische Verlustzahl eines Werkstoffes die Fähigkeit
des Werkstoffes an, Wärme
zwischen den polaren Hälften
des Werkstoffes und dem Medium und zwischen den ionischen leitenden Arten
und dem Medium in einem oszillierenden elektromagnetischen Feld
mittels Reibung zu erzeugen.
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So kann der mikrowellenempfindliche
Werkstoff 14 beispielsweise eine relative dielektrische
Verlustzahl aufweisen, die größer als
die relative dielektrische Verlustzahl des temperaturempfindlichen
Werkstoffes 12 ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung
steigt unter Einwirkung von Mikrowellenenergie die Temperatur des mikrowellenempfindlichen
Werkstoffes 14 schneller als die Temperatur des elastischen
Werkstoffes 12, da der mikrowellenempfindliche Werkstoff
mehr einfallende Mikrowellenenergie in Wärme umwandelt. Mit der Temperatur
des mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14 steigt auch
die Temperatur des elastischen Werkstoffes, der angrenzend an den
mikrowellenempfindlichen Werkstoff 14 oder in Kontakt mit
diesem befindlich ist. Daher kann die Menge an Mikrowellenenergie
derart kontrolliert werden, dass lediglich an den mikrowellenempfindlichen
Werkstoff 14 angrenzende oder mit diesem in Kontakt befindliche
ausgewählte
Abschnitte des elastischen Werkstoffes 12 die Entspannungstemperatur
des elastischen Werkstoffes erreichen und elastisch aktiviert werden.
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Alternativ kann der mikrowellenempfindliche
Werkstoff 14 eine relative dielektrische Verlustzahl aufweisen,
die kleiner als die relative dielektrische Verlustzahl des temperaturempfindlichen
Werkstoffes 12 ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung
steigt unter Einwirkung von Mikrowellenenergie die Temperatur des
elastischen Werkstoffes 12 schneller als die Temperatur
des mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14, da der elastische
Werkstoff die einfallende Mikrowellenenergie bereitwilliger in Wärme umwandelt.
Als ein Ergebnis hiervon steigt die Temperatur des mit dem mikrowellenempfindlichen
Werkstoff 14 in Kontakt befindlichen Werkstoffes 12 nicht
so schnell wie die Temperatur der nicht mit dem mikrowellenempfindlichen
Werkstoff 14 in Kontakt befindlichen übrigen Bereiche des elastischen
Werkstoffes 12. Daher kann die Mikrowellenenergie kontrolliert
werden, um lediglich jene Bereiche des elastischen Werkstoffes 12 gezielt
zu aktivieren, die nicht in Kontakt mit dem mikrowellenempfindlichen
Werkstoff 14 befindlich sind.
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Für
eine Verwendung bei bekleidungsartigen Erzeugnissen ist es bei der
vorliegenden Erfindung im allgemeinen wünschenswert, wenn der mikrowellenempfindliche
Werkstoff 14 zum Zwecke einer besseren Kontrolle als Aufnehmer
zur Aufnahme und Umwandlung der einfallenden Mikrowellenenergie
in Wärme
wirkt. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann der temperaturempfindliche
elastische Werkstoff 12 im allgemeinen eine relative dielektrische
Verlustzahl von ungefähr
0,0001 bis ungefähr
0,1 und bevorzugt von ungefähr
0,001 bis ungefähr
0,1 aufweisen, wobei der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 im
allgemeinen eine relative dielektrische Verlustzahl von ungefähr 0,1 bis
ungefähr
1000 und bevorzugt von ungefähr
0,1 bis ungefähr
100 aufweist. Allerdings muss der Unterschied zwischen den relativen
dielektrischen Verlustzahlen des elastischen Werkstoffes 12 und
des mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14 ausreichend
sein, damit die ausgewählten elastischen
Abschnitte 16 gebildet werden können. Bei einem besonderen
Ausführungsbeispiel
ist zum Zwecke einer besseren Kontrolle des Herstellungsverfahrens
erwünscht,
wenn das Verhältnis
der relativen dielektrischen Verlustzahlen des mikrowellenempfindlichen
Werkstoffes 14 und des elastischen Werkstoffes 12 mindestens
ungefähr
5 und bevorzugt mindestens ungefähr
10 ist.
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Der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 kann
auf eine beliebige herkömmliche
Weise, wie beispielsweise Besprühen,
Bedrucken, Bürstenstreichen
und dergleichen, aufgetragen werden, wenn der Werkstoff flüssig ist,
oder durch herkömmliche
einem Fachmann bekannte Mittel zum Auftragen für den Fall, dass der Werkstoff
ein Gewebewerkstoff ist. Der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 kann
zudem gezielt oder diskontinuierlich den bestimmten Abschnitten
des elastischen Werkstoffes 12, wie beispielsweise den
Seitenkanten, zugeführt
werden, um diese Abschnitte elastisch zu machen. Die auf den elastischen
Werkstoff 12 aufgetragene Menge an mikrowellenempfindlichem
Werkstoff 14 hängt
von den Werkstoffen, der Menge der einfallenden Mikrowellenenergie
sowie der Geschwindigkeit der Stoffbahn aus elastischem Werkstoff 12 ab.
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Nachdem der Verbundwerkstoff 10 der
Mikrowellenenergie ausgesetzt wurde, weist der Verbundwerkstoff
ausgewählte
Abschnitte auf, die zusammengezogen und aktiviert sind, um sie elastisch
zusammenziehbar zu machen. Derartige elastische Abschnitte können eine
Dehnung von mindestens ungefähr
25 Prozent, bevorzugt von mindestens ungefähr 50 Prozent und besonders
bevorzugt von ungefähr
50 bis ungefähr
150 Prozent aufweisen. Typischerweise sind die nicht aktivierten
Abschnitte des elastischen Werkstoffes 12 nicht in großem Umfang
elastisch dehnbar und weisen im allgemeinen eine Dehnung von weniger
als ungefähr
20 Prozent auf. Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis der
Dehnungen der elastischen Abschnitte und der nicht aktivierten Abschnitte
mindestens ungefähr
5 und bevorzugt mindestens ungefähr
10.
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Wie in 2 gezeigt,
enthält
ein einstückiges
saugfähiges
Bekleidungserzeugnis, wie die Wegwerfwindel 20, den Verbundwerkstoff 10 der
vorliegenden Erfindung und weist im allgemeinen einen vorderen Taillenabschnitt 22,
einen hinteren Taillenabschnitt 24, einen den vorderen
und den hinteren Taillenabschnitt verbindenden Zwischenabschnitt 26,
ein Paar in Querrichtung gegenüberliegender
Seitenkanten 28 sowie ein Paar in Längsrichtung gegenüberliegender
Endkanten 30 auf. Der vordere und der hintere Taillenabschnitt
umfassen die allgemeinen Abschnitte des Erzeugnisses, die dafür ausgelegt
sind, sich bei Verwendung im wesentlichen jeweils über den
vorderen und den hinteren Unterleibsbereich des Trägers zu
erstrecken. Der Zwischenbereich des Erzeugnisses weist den allgemeinen
Abschnitt des Erzeugnisses auf, der dafür ausgelegt ist, sich zwischen
den Beinen in dem Schrittbereich des Trägers zu erstrecken. Die gegenüberliegenden
Seitenkanten 28 legen Beinöffnungen der Windel fest und
sind im allgemeinen krummlinig oder mit einer Kontur versehen ausgebildet,
um an den Beinen des Trägers
eng anzuliegen. Die gegenüberliegenden
Endkanten 30 legen eine Taillenöffnung für die Windel 20 fest
und sind üblicherweise
geradlinig, können
jedoch auch krummlinig sein.
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2 ist
eine beispielhalber angegebene Ansichtsskizze der Windel 20 der
vorliegenden Erfindung in einem flachen, nicht zusammengezogenen
Zustand. Abschnitte der Struktur sind teilweise entfernt, um den inneren
Aufbau der Windel klarer darzustellen, wobei die den Träger berührende Oberfläche der
Windel zum Betrachter hin weist. Die Windel 20 umfasst
eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige äußere Deckschicht 32,
ein der äußeren Deckschicht 32 gegenüberliegendes
poriges flüssigkeitsdurchlässiges körperseitiges
Futter 34 sowie einen saugfähigen Körper 36, wie beispielsweise
ein saugfähiges
Kissen, der zwischen der äußeren Deckschicht
und dem körperseitigen
Futter angeordnet ist. Randabschnitte der Windel 20, wie beispielsweise
Randabschnitte der äußeren Deckschicht 32,
können
sich über
die Endkanten des saugfähigen Körpers 36 hinaus
erstrecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich
beispielsweise die äußere Deckschicht 32 nach
außen über die
Endrandkanten des saugfähigen
Körpers 36 hinaus,
um Seitenkanten 38 und Endkanten 40 der Windel 20 zu
bilden. Das körperseitige
Futter 34 ist im allgemeinen mit der äußeren Deckschicht 32 deckungsgleich,
kann jedoch optisch einen Bereich bedecken, der je nach Bedarf größer oder
kleiner als der Bereich der äußeren Deckschicht 32 ist.
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Die Windel 20, wie beispielhalber
in 2 dargestellt, kann
des Weiteren ein Paar von Befestigern 42 aufweisen, die
zur Befestigung der Windel 20 um die Taille eines Trägers herum
verwendet werden. Geeignete Befestiger 42 umfassen Haken-und-Schlaufenartige
Befestiger, Befestiger mit Klebeband, Knöpfe, Stiftverschlüsse, Schnappverschlüsse, Pilzkopf-und-Schlaufen-artige
Befestiger und dergleichen. Ein mit jedem Befestiger zusammenwirkendes
Seitenverkleidungselement kann jedem Befestiger zugeordnet sein,
und nicht elastisch oder zumindest entlang der Seitenrichtung der
Windel 20 elastisch dehnbar ausgestaltet sein.
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Um einen verbesserten Sitz zu ermöglichen
und um zu einem verringerten Austreten von Körperausscheidungen aus der
Windel 20 beizutragen, sind zumindest die Seitenkanten 38 der
Windel elastisch. So können
die Seitenränder 38 beispielsweise
derart augestaltet sein, dass sie die Seitenkanten 28 der
Windel 20 bei Verwendung zusammenraffen und Aufwertungen
bilden, um elastische Beinbündchen
zu bilden, die eng an den Beinen des Trägers anliegen, um ein Auslaufen
zu verhindern und einen verbesserten Tragekomfort und ein verbessertes
Aussehen zu ermöglichen.
Auf ähnliche
Weise können
Taillenränder 40 verwendet
werden, um die Endkanten 30 der Windel 20 zusammenzuraffen
und Aufwertungen zu bilden, um elastische Taillenbündchen zu
bilden. Die elastischen Taillenbündchen
können
derart ausgestaltet sein, dass sie die Taillenkanten 30 der
Windel 20 bei Verwendung zusammenraffen und Aufwertungen
bilden, um einen federnden bequemen engen Sitz um die Taille des
Trägers
zu ermöglichen.
In 2 sind zum Zwecke
der Klarheit die Bein- und Taillenränder 38 und 40 in
ihrem nicht zusammengezogenen, gedehnten Zustand dargestellt.
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Die Windel 20 kann zudem
ein Paar (nicht gezeigter) elastischer sich in Längsrichtung erstreckender Speicherschutzbündchen aufweisen,
die dafür
ausgelegt sind, eine aufrecht stehende, Iotrechte Anordnung zumindest
in dem Zwischenabschnitt 26 der Windel 20 zu beizubehalten,
um als eine zusätzliche
Barriere gegen seitlichen Ausfluss von Körperausscheidungen zu dienen.
Die Windel 20 kann zudem eine (nicht gezeigte) Schicht
zur Bewältigung
von Schwankungen aufweisen, die zwischen dem körperseitigem Futter 34 und
dem saugfähigen
Körper 36 angeordnet
und dafür
ausgelegt ist, flüssige
Ausscheidungen zu halten und über
den saugfähigen
Körper 36 zu
verteilen. Die Schicht zur Bewältigung
von Schwankungen kann verhindern, dass flüssige Ausscheidungen zusammenrinnen
und sich in dem Abschnitt der Windel sammeln, der zur Haut des Trägers hin
weist, wodurch der Grad der Hautbenetzung durch Flüssigkeit
gesenkt wird. Geeignete Ausgestaltungen und Anordnungen von Speicherschutzbündchen und
Schichten zur Bewältigung
von Schwankungen sind Fachleuten bekannt. Andere geeignete Windelkomponenten
können
zudem auf saugfähigen
Erzeugnissen der vorliegenden Erfindung angeordnet sein.
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Die Windel 20 kann verschiedene
Formen aufweisen. So kann die Windel beispielsweise eine insgesamt
rechteckige Form, eine T-Form oder annähernd die Form einer Sanduhr
aufweisen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Windel 20 im
allgemeinen eine I-Form auf. Beispiele für Ausgestaltungen von Windeln,
die für
eine Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung geeignet
sind, sowie andere Windelkomponenten, die für eine Verwendung bei Windeln
geeignet sind, werden in verschiedenen Druckschriften beschrieben,
so in dem US-Patent 4,798,603 vom 17. Januar 1989 von Meyer et al.,
dem US-Patent 5,176,668 vom 5. Januar 1993 von Bernardin, dem US-Patent
5,176,672 vom 5. Januar 1993 von Bruemmer et al., dem US-Patent
5,192,606 vom 9. März
1993 von Proxmire et al. und dem US-Patent 5,509,915 vom 23. April
1996 von Hanson et al. Der Inhalt dieser Druckschriften wird hiermit
durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Druckschrift
hinzugenommen. Die verschiedenen Aspekte und Ausgestaltungen der
Erfindung können
unterschiedliche Kombinationen hinsichtlich Weichheit, Anschmiegsamkeit
an den Körper,
verringerter Bildung von Rötungen
auf der Haut des Trägers,
verringerter Hautbenetzung durch Flüssigkeit und verbesserter Speicherung
von Körperausscheidungen
bereitstellen.
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Die verschiedenen Komponenten der
Windel 20 werden unter Verwendung verschiedener Arten geeigneter
Befestigungsmittel, wie beispielsweise Klebemittel, schallbewirkten
Bindungen (sonic bonds), wärmebewirkten
Bindungen oder Kombinationen derselben, zusammengefügt. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind beispielsweise das körperseitige
Futter 34 und die äußere Deckschicht 32 aneinander
und an dem saugfähigen
Körper 36 mit
einem Kleber, wie beispielsweise einem druckempfindlichen Heißschmelzkleber, befestigt.
Der Kleber kann als gleichmäßige kontinuierliche
Kleberschicht, als strukturierte Kleberschicht, als aufgesprühte Kleberstruktur
oder als ein Feld einzelner Linien, Spiralen und Punkte aus Kleber
aufgetragen werden. Auf ähnliche
Weise können
andere Windelkomponenten, wie beispielsweise die Befestiger 42,
in dem Windelerzeugnis 20 unter Verwendung der vorstehend
aufgeführten
Befestigungsmechanismen zusammengefügt werden.
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Die äußere Deckschicht 32 der
Windel 20, wie beispielhalber in 2 dargestellt, kann geeigneterweise aus
einem Werkstoff bestehen, der entweder flüssigkeitsdurchlässig oder
flüssigkeitsundurchlässig ist.
Im allgemeinen wird vorgezogen, wenn die äußere Deckschicht 32 von
einem Werkstoff gebildet ist, der im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig ist.
Das körperseitige
Futter 34 weist auf geeignete Art eine körperseitige Oberfläche auf,
die anschmiegsam und weich ist und die Haut des Trägers nicht
reizt. Zudem kann das körperseitige
Futter 34 weniger aufnahmefähig für Wasser als der saugfähige Körper 36 sein,
um für
den Träger eine
im wesentlichen trockene Oberfläche
zu bilden, und es kann ausreichend porig sein, um flüssigkeitsdurchlässig zu
sein, wodurch Flüssigkeit
in Richtung der Dicke einfach hindurch treten kann.
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Bei den verschiedenen Aspekten der
vorliegenden Erfindung kann der vorstehend beschriebene Verbundwerkstoff 10 die äußere Deckschicht 32 und/oder
das körperseitige
Futter 34 oder andere Komponenten der Windel 20,
bei denen elastische Eigenschaften gewünscht sind, wie beispielsweise
bei den Speicherschutzbündchen
oder in Abschnitten derselben, bilden. So kann beispielsweise der
Verbundwerkstoff 10, wie beispielhalber in 1 dargestellt, die äußere Deckschicht 32 der
Windel 20, wie in 2 dargestellt,
bilden. Bei einer derartigen Ausgestaltung können die elastischen Abschnitte 16 des
Verbundwerkstoffes die elastischen Seitenränder 38 oder Endränder 40 der
Windel 20 bilden. Wie vorstehend erläutert, kann die Verwendung
einer derartigen Mikrowellenaktivierung zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit
führen.
Insbesondere beseitigt die Aktivierung der ausgewählten Bereite
des Verbundwerkstoffes 10 nach dem Zusammensetzen der Windel 20 die
Kräfte
hinsichtlich Spannen und Zusammenziehen, die ansonsten auf die Stoffbahn
aus miteinander verbundenen Windeln wirken würden, wenn herkömmliche
vorgedehnte elastische Elemente auf die Stoffbahn aufgetragen würden.
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Die äußere Deckschicht 32 wird
bevorzugt von dem Verbundwerkstoff 10 gebildet, wie in 1 dargestellt und vorstehend
beschrieben. Alternativ kann für
den Fall, dass die äußere Deckschicht 32 nicht
elastisch zusammenziehbar sein muss, die äußere Deckschicht 32 aus
einer dünnen
Kunststofffolie oder einem anderen flexiblen flüssigkeitsundurchlässigen Werkstoff
hergestellt sein, der temperaturempfindlich oder nicht temperaturempfindlich
sein kann. So kann die äußere Deckschicht 32 beispielsweise
aus einer Polyethylen-Folie mit einer Dicke von ungefähr 0,012
Millimeter (0,5 Millizoll) bis ungefähr 0,051 Millimeter (2,0 Millizoll) gebildet
werden. Falls eine mehr bekleidungsartige Ausstattung der äußeren Deckschicht
gewünscht
ist, kann die äußere Deckschicht 32 eine
Polyolefin-Folie mit einem nichtgewebten Gewebe aufweisen, dass
auf dessen Oberfläche
laminiert ist, wie beispielsweise ein Spinnvliesgewebe aus Polyolefin-Fasern.
So kann beispielsweise auf eine gedehnte dünne Polyolefin-Folie mit einer
Dicke von ungefähr
0,015 Millimeter (0,6 Millizoll) ein Spinnvliesgewebe aus Polypropylen-Fasern
wärmelaminiert
sein, wobei die Fasern eine Dicke von ungefähr 1,5 bis 2,5 Denier pro Faden
aufweisen, und dass nichtgewebte Gewebe eine Flächenmasse von ungefähr 17 Gramm
pro Quadratmeter (0,5 Unzen pro Quadratyard) aufweist. Verfahren
zur Bildung derartiger bekleidungsartiger Deckschichten sind einem
Fachmann bekannt.
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Des Weiteren kann die äußere Deckschicht 32 von
einer gewebten oder nichtgewebten Fasergewebeschicht gebildet sein,
die ganz oder in Teilen gebildet oder behandelt wurde, um einen
gewünschten
Grad an Flüssigkeitsundurchlässigkeit
in bestimmten Bereichen aufzuweisen, die an den saugfähigen Körper 36 angrenzen
oder nahe an diesem gelegen sind. Zudem kann die äußere Deckschicht 32 wahlweise
aus mikroporigem „atmungsaktivem" Werkstoff bestehen,
wodurch ermöglicht
wird, dass Dämpfe
aus dem saugfähigen Körper 36 austreten,
während
verhindert wird, dass flüssige
Ausscheidungen durch die äußere Deckschicht 32 hindurchtreten.
Die äußere Deckschicht 32 kann
zudem geprägt
oder anderweitig mit einer noppigen Oberfläche versehen werden, um ein ästhetisch
gefälligeres
Aussehen zu schaffen. Die äußere Deckschicht 32 kann
darüber
hinaus ein temperaturempfindlicher Werkstoff sein, wie beispielsweise
ein biaxiales Polyethylen, das schrumpfen oder sich zusammenziehen
kann, wenn es Wärme
oder Mikrowellenenergie ausgesetzt ist.
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Das körperseitige Futter 34 kann
von dem Verbundwerkstoff 10 gebildet werden, wie in 1 dargestellt und vorstehen
beschrieben. Alternativ kann für
den Fall, dass das körperseitige
Futter 34 keine elastischen Abschnitte aufweisen muss,
das körperseitige
Futter 34 aus einer großen Auswahl anderer Gewebewerkstoffe,
wie beispielsweise porigen Schäumen,
retikulierten (netzstrukturartigen) Schäumen, mit Öffnungen versehenen Kunststofffolien,
Naturfasern (beispielsweise Holz oder Baumwollfasern), synthetischen
Fasern (beispielsweise Polyester- oder Polypropylenfasern) oder
einer Kombination aus natürlichen
und synthetischen Fasern hergestellt werden. Das körperseitige
Futter 34 wird geeigneterweise dazu verwendet, zur Isolation
der Haut des Trägers
von den in dem saugfähigen
Körper 36 gehaltenen
Flüssigkeiten
beizutragen.
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Verschiedene gewebte und nichtgewebte
Gewebe können
bei dem körperseitigen
Futter 34 zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann das körperseitige
Futter aus einem Schmelzblasgewebe oder einem Spinnvliesgewebe aus
Polyolefin-Fasern bestehen. Das körperseitige Futter kann zudem
ein gebunden-kardiertes Gewebe sein, das aus natürlichen und/oder synthetischen
Fasern besteht. Das körperseitige
Futter kann aus einem im wesentlichen wasserabweisenden Werkstoff
bestehen, wobei der wasserabweisende Werkstoff wahlweise mit einem
oberflächenaktiven
Stoff oder anderweitig verarbeitet werden kann, um einen gewünschten
Grad an Benetzbarkeit und Wasseraufnahmefähigkeit zu verleihen. Bei einem
besonderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst das körperseitige Futter 34 ein
nichtgewebtes Polypropylen-Spinnvlies-Gewebe, das aus Fasern mit
ungefähr
2,8 bis 3,2 Denier besteht, die ein Gewebe mit einer Flächenmasse
von ungefähr
20 Gramm pro Quadratmeter und einer Dichte von ungefähr 0,13
Gramm pro Kubikzentimeter bilden. Das Gewebe kann mit ungefähr 0,28
Gewichtsprozent eines oberflächenaktiven
Stoffes oberflächenbehandelt
werden, wobei der oberflächenaktive
Stoff im Handel unter der Handelsbezeichnung Triton X-102 von Rohm
und Haas Co. beziehbar ist. Der oberflächenaktive Stoff kann auf herkömmliche
Art, wie beispielsweise Besprühen, Bedrucken,
Bürstenstreichen
oder dergleichen, aufgetragen werden. Der oberflächenaktive Stoff kann auf das
gesamte körperseitige
Futter 34 oder gezielt auf bestimmte Abschnitte des körperseitigen
Futters 34, wie beispielsweise den mittleren Abschnitt
entlang der Längsmittellinie
der Windel, aufgetragen werden, um eine größere Benetzbarkeit dieser Abschnitte
zu ermöglichen.
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Der saugfähige Körper 36 der Windel 20,
wie beispielhalber in 2 dargestellt,
kann auf geeignete Weise eine Matrix aus wasseraufnehmenden Fasern
enthalten, wie beispielsweise ein Gewebe aus Zellulose-Flaum, das
mit Teilchen eines gemeinhin als superabsorbierender Werkstoff bekannten
hochabsorbierenden Werkstoffes vermischt ist. Bei einem besonderen
Ausführungsbeispiel
umfasst der saugfähige
Körper 36 eine
Matrix aus Zellusose-Flaum, wie beispielsweise Holzfaserbreiflaum,
und superabsorbierenden Hydrogel bildenden Teilchen. Der Holzfaserbreiflaum
kann gegen synthetische, polymere, schmelzgeblasene Fasern oder
gegen eine Kombination aus schmelzgeblasenen Fasern und Naturfasern
ausgetauscht werden. Die superabsorbierenden Teilchen können im
wesentlichen homogen mit den wasseraufnehmenden Fasern oder auch
ungleichmäßig vermischt
werden. Der Flaum und die superabsorbierenden Teilchen können zudem
gezielt in gewünschten
Bereichen des saugfähigen
Körpers 36 angeordnet
werden, um Körperausscheidungen besser
zu speichern und aufzunehmen. Die Konzentration superabsorbierender
Teilchen kann darüber
hinaus über
die Dicke des saugfähigen
Körpers 36 variieren.
Alternativ kann der saugfähige
Körper 36 ein
Laminat aus Fasergeweben und superabsorbierendem Werkstoff oder
anderen geeigneten Mitteln zum Halten eines superabsorbierenden
Werkstoffes in einem festgelegten Bereich aufweisen.
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Der saugfähige Körper 36 kann in einer
beliebigen Anzahl von Formen ausgebildet sein. Beispielsweise kann
der saugfähige
Kern rechteckig, I-förmig
oder T-förmig
sein. Es wird im allgemeinen bevorzugt, wenn der saugfähige Körper im
Schrittbereich enger als in dem vorderen und hinteren Abschnitt
der Windel 20 ist. Die Größe und die Saugfähigkeit
des saugfähigen
Körpers 36 sollte
auf die Größe des zukünftigen
Trägers und
auf die durch die zukünftige
Verwendung des saugfähigen
Erzeugnisses bedingte Flüssigkeitsbelastung abgestimmt
sein.
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Der hochabsorbierende Werkstoff kann
aus natürlichen,
synthetischen oder modifizierten Polymeren und Werkstoffen ausgewählt werden.
Die hochabsorbierenden Werkstoffe können anorganische Werkstoffe, wie
beispielsweise Silikagele, oder organische Gemische, wie beispielsweise
vernetzte Polymere, sein. Der Begriff „vernetzt" („crosslinked") betrifft ein beliebiges
Mittel, um normal wasserlösliche
Werkstoffe effektiv im wesentlichen wasserunlöslich, jedoch quellbar zu machen.
Derartige Mittel können
beispielsweise physikalische Verfilzung, kristalline Domänen, kovalente
Bindungen, ionische Komplexe und Gebilde, wasseraufnehmende Gebilde,
wie beispielsweise Wasserstoffbindungen, und wasserabweisende Gebilde
oder Vander-Waals-Kräfte
umfassen.
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Beispiele für synthetische polymere hochabsorbierende
Werkstoffe umfassen die Alkalimetall- und Ammoniumsalze Poly(acrylsäure) und
Poly(methacrylsäure),
Poly(acrylamide), Poly(vinylether), Maleinsäureanhydrid-Copolymere mit
Vinylethern und Alfa-Olefinen, Poly(vinyl-Pyrolidone), Poly(vinyl-Morpholinone),
Poly(vinyl-Alkohole), sowie Gemische und Copolymere derselben. Weitere
für eine
Verwendung in dem saugfähigen
Kern geeignete Polymere umfassen natürliche und modifizierte natürliche Polymere,
wie beispielsweise hydrolysierte acrylsäurenitril-gepfropfte Stärke, acrylsäuregepfropfte
Stärke,
Methyl-Zellulose, Carboxymethyl-Zellulose, Hydroxypropyl-Zellullose,
und Naturgummis, wie beispielslweise Alginate, Xanthum-Gummi, Locust-Bean-Gummi
und dergleichen. Gemische aus natürlichen und gänzlich oder
in Teilen synthetischen saugfähigen
Polymeren können
bei der vorliegenden Erfindung zudem nützlich sein. Derartige hochabsorbierende
Werkstoffe sind einem Fachmann bekannt und im Handel weithin erhältlich.
Beispiele für
für eine
Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignete superabsorbierende
Polymere sind das Polymer SANWET IM 3900, das von Hoechst Celanese
in Portsmouth, Virginia beziehbar ist, sowie das Polymer DOW DRYTECH 2035LD,
das von Dow Chemical in Midland, Michigan beziehbar ist.
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Der hochabsorbierende Werkstoff kann
eine beliebige Form aus einer Vielzahl geometrischer Formen aufweisen.
Im allgemeinen wird bevorzugt, wenn der hochabsorbierende Werkstoff
in Form einzelner Teilchen vorliegt. Der hochabsorbierende Werkstoff
kann jedoch auch in Form von Fasern, Flocken, Stäbchen, Kügelchen, Nadelchen oder dergleichen
vorliegen. Im allgemeinen ist der hochabsorbierende Werkstoff in
dem saugfähigen
Körper
in einer Menge von ungefähr
5 bis ungefähr
90 Gewichtsprozent basierend auf dem Gesamtgewicht des saugfähigen Körpers 36 vorhanden.
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Wahlweise kann ein (nicht dargestelltes)
im wesentlichen wasseraufnehmendes Hüllblatt aus Feingewebe verwendet
werden, um die Integrität
der im Luftstrom aufgebrachten Faserstruktur des saugfähigen Körpers 36 zu
erhalten. Das Hüllblatt
aus Feingewebe wird üblicherweise
um den saugfähigen
Körper
herum über zumindest
den beiden Hauptflächen
angeordnet und besteht aus einem saugfähigen Zellulose-Werkstoff, wie beispielsweise
einer Kreppwattierung, oder einem hochgradig nässebeständigen Feingewebe. Gemäß einem Aspekt
der Erfindung kann das Hüllblatt
aus Feingewebe derart ausgestaltet sein, dass es eine Hüllschicht
bereitstellt, die zu einer schnellen Verteilung von Flüssigkeit über der
Masse der den saugfähigen
Körper
bildenden saugfähigen
Fasern beiträgt.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann der Werkstoff des Hüllblattes
auf einer Seite der saugfähigen
Fasermasse an das Hüllblatt
gebunden sein, das auf der gegenüberliegenden
Seite der Fasermasse angeordnet ist. In 3 ist ein Verfahren zur Herstellung eines
Verbundwerkstoffes mit elastischen Abschnitten gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beispielhalber dargestellt. Der Verbundwerkstoff 10 wird
durch Auftragen eines mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14 auf
mindestens einen temperaturempfindlichen elastischen Werkstoff 12 und
durch Einwirken von Mikrowellenenergie auf den Verbundwerkstoff
gebildet. Beispielsweise wird, wie in 3 dargestellt,
eine Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff 12 in
einer im wesentlichen kontinuierlichen Menge zugeführt. Für eine verbesserte
Effizienz bei der Herstellung wird die Stoffbahn aus elastischem
Werkstoff 12 bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von mindestens
ungefähr
200 Meter pro Minute und besonders bevorzugt mit einer Geschwindigkeit
von mindestens ungefähr
300 Meter pro Minute zugeführt.
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Der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 wird
auf die Stoffbahn aus elastischem Werkstoff 12 aufgetragen,
während
die Stoffbahn sich kontinuierlich bewegt. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 eine Flüssigkeit,
die auf den elastischen Werkstoff 12 unter Verwendung einem
Fachmann bekannter herkömmlicher
Druckvorrichtungen aufgetragen wird. Beispielsweise kann ein Auftragmodul 50 den
flüssigen
mikrowellenempfindlichen Werkstoff 14 bevorraten und auf
eine Auftragwalze 52 auftragen. Die Auftragwalze 52 wiederum überträgt den Werkstoff 14 auf
eine Walze eines Paares von Quetschwalzen 54 und 56,
durch die die Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem
Werkstoff 12 läuft.
Derart wird der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 auf
ausgewählte
Bereiche des elastischen Werkstoffes 12 übertragen.
Alternativ kann der flüssige
mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 unter Verwendung einer
einem Fachmann bekannten herkömmlichen
Technik auf den elastischen Werkstoff 12 aufgesprüht oder als
Schicht aufgetragen werden.
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Der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 kann
kontinuierlich entlang der gesamten Länge des elastischen Werkstoffes 12 oder
diskontinuierlich zur Bildung der ausgewählten Bereiche aufgetragen
werden, die sich unter Einwirkung von Mikrowellenenergie zusammenziehen
und elastisch werden. Soll beispielsweise die Stoffbahn aus temperaturempfindlichem
elastischem Werkstoff 12 bei einem saugfähigen Erzeugnis
verwendet werden, wie beispielsweise bei der äußeren Deckschicht der in 2 dargestellten Windel,
kann der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 diskontinuierlich
entlang der Seitenkanten der Stoffbahn aus elastischem Werkstoff 12 aufgetragen
werden, um den ausgewählten
Bereich zu bilden. Bei einer derartigen Ausgestaltung können die
diskontinuierlichen ausgewählten
Bereiche, auf die der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 aufgetragen
wurde, elastische Beinabschnitte des Erzeugnisses bilden. Alternativ
kann der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 seitlich über zumindest
einen Teil der Stoffbahn aus elastischem Werkstoff 12 an
diskontinuierlichen Stellen entlang der Länge der Stoffbahn 12 aufgetragen
werden, um elastische Taillenabschnitte des Erzeugnisses zu bilden.
Der mikrowellenempfindliche Werkstoff 14 kann auch auf
andere Weise auf den elastischen Werkstoff 12 aufgetragen
werden, um andere elastische Komponenten der Windel, wie beispielsweise
Speicherschutzbündchen,
zu bilden.
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Die verschiedenen oben erläuterten
Verfahren zum Auftragen des mikrowellenempfindlichen Werkstoffes 14 auf
den elastischen Werkstoff 12 sollten den elastischen Werkstoff 12 nicht
hohen Temperaturen aussetzen. Bevorzugt wird der mikrowellenempfindliche
Werkstoff 14 bei einer Temperatur aufgetragen, die kleiner
als die Entspannungstemperatur des temperaturempfindlichen elastischen
Werkstoffes 12 ist, sodass der elastische Werkstoff 12 während des
Prozesses des Auftragens nicht aktiviert wird.
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Die den temperaturempfindlichen elastischen
Werkstoff 12 mit dem mikrowellenempfindlichen Werkstoff 14 darauf
enthaltende Verbundstoffbahn 10 wird sodann den Mikrowellen
ausgesetzt. So kann beispielsweise, wie in 3 beispielhalber dargestellt, ein Mikrowellengenerator 60 Mikrowellenenergie
in mindestens einem Mikrowellenhohlraum 62 bereitstellen,
durch den die Verbundstoffbahn 10 kontinuierlich läuft. Ein
geeigneter Mikrowellengenerator und ein entsprechender Hohlraum
werden in dem US-Patent 5,536,921 vom 16. Juli 1996 von Hedrick
et al. beschrieben, dessen Inhalt hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt
der vorliegenden Druckschrift hinzugenommen wird. Ein derartiger
Generator umfasst üblicherweise
eine Vielzahl stehender Mikrowellen innerhalb einer Einfassung oder
eines Hohlraumes, wie beispielsweise den in 3 dargestellten Mikrowellenhohlraum 62.
Die Werkstoffstoffbahn kann sodann durch die stehenden Wellen verfahren
werden, wo die einfallende Mikrowellenenergie in der Stoffbahn in
Wärme umgewandelt
werden kann.
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Mikrowellenenergie wird kontinuierlich
oder diskontinuierlich der sich kontinuierlich bewegenden Stoffbahn
aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff 12 in
einer Menge zugeführt,
die die ausgewählten Bereiche 16 der
Stoffbahn 12 aktiviert. Die Menge, in der die Energie zugeführt wird,
hängt von
der Art des elastischen Werkstoffes 12 und des mikrowellenempfindlichen
Werkstoffes 14 und der Geschwindigkeit ab, mit der sich
der Verbundwerkstoff 10 bewegt. Im allgemeinen ist es,
um ausreichend Energie für
eine sich mit Geschwindigkeiten von mehr als 200 Meter pro Sekunde
bewegende Stoffbahn bereitzustellen, wünschenswert, wenn der Generator 60 Mikrowellenenergie
bei ungefähr
2450 MHz mit mindestens ungefähr
300 Watt und mehr, bevorzugt mit mindestens ungefähr 500 Watt,
für ungefähr 0,08
bis ungefähr
0,8 Sekunden der Stoffbahn 12 zuführt. Der Generator 60 kann
darüber
hinaus ausgelegt sein, eine variable Menge an Mikrowellenenergie
im Verhältnis
zur Geschwindigkeit der Stoffbahn derart zuzuführen, dass die zugeführte Energie
mit steigender Geschwindigkeit der Stoffbahn steigt. Zur Bereitstellung
derart großer
Energiemengen in einer derart kurzen Zeit kann es wünschenswert
sein, mehr als einen Mikrowellenhohlraum vorzuhalten, durch den
die Stoffbahn 12 läuft.
Beispielsweise kann das System zwischen zwei und 20 Hohlräume aufweisen,
durch die die Stoffbahn 12 läuft, um die für eine Aktivierung
der ausgewählten
Bereiche 16 auf der Stoffbahn aus elastischem Werkstoff 12 notwendige
Energie bereitzustellen.
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Die Kombination aus der Geschwindigkeit
der Stoffbahn aus temperaturempfindlichem elastischem Werkstoff 12 und
der Temperatur, bei der der elastische Werkstoff 12 sich
zusammenzieht legt die Erwärmungsgeschwindigkeit
fest, mit der die ausgewählten
Bereiche des elastischen Werkstoffes erwärmt werden müssen, um
ein Zusammenziehen zu erreichen. Bei einem Prozess zur Herstellung
einer Stoffbahn aus miteinander verbundenen saugfähigen Erzeugnissen,
wie beispielsweise Windeln, ist erwünscht, wenn das Mikrowellensystem
eine Enwärmungsgeschwindigkeit
von mindestens ungefähr
500 Grad Celsius pro Sekunde und bevorzugt von ungefähr 50 bis
ungefähr
500 Grad Celsius pro Sekunde bereitstellen kann, um die gewünschte Herstellungsgeschwindigkeit
zu erreichen.
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Im Vergleich zu herkömmlichen
Systemen, bei denen erwärmte
Luft oder erwärmte
Walzen zur Aktivierung von Stoffbahnen oder einzelner Stücke aus
gebundenem elastischem Werkstoff verwendet werden, ist die Verwendung
von Mikrowellenenergie weniger kostenintensiv, einfacher zu steuern
und schneller mit Blick auf die Bereitstellung einer verbesserten
Herstellungseffizienz und -qualität. Beispielsweise kann bei
einem Prozess zur Herstellung saugfähiger Erzeugnisse, wie beispielsweise
Windeln, das gesamte Windelerzeugnis hergestellt werden, während der
elastische Werkstoff 12 zum Zwecke der besseren Kontrolle
in einem gebundenen Zustand auf der Stoffbahn aus miteinander verbundenen
Erzeugnissen in der gesamten Herstellungsvorrichtung hergestellt
wird. Nachdem sämtliche
oder ein Großteil
der Komponenten auf den Erzeugnissen angebracht wurden, kann die
Mikrowellenenergie der Stoffbahn zugeführt werden, wodurch die ausgewählten Bereiche 16 des
elastischen Werkstoffes 12 aktiviert werden. Bei einer
derartigen Ausgestaltung kann die Mikrowellenenergie der Stoffbahn
aus miteinander verbundenen Erzeugnissen genau vor dem Zertrennen
der Stoffbahn in einzelne Erzeugnisse zugeführt werden, sodass die Stoffbahn
zertrennt wird, bevor das Zusammenziehen der ausgewählten Bereiche 16 des
elastischen Werkstoffes 12 aufgetreten ist. Auf diese Art
ist es nicht erforderlich, die Stoffbahn aus miteinander verbundenen
Erzeugnissen großen
Spannungskräften auszusetzen,
wenn die Stoffbahn durch die Vorrichtung läuft, wie es bei herkömmlichen
Systemen erforderlich ist, die elastische Segmente verwenden, die
auf die Stoffbahn in einem vorgedehnten Zustand aufgetragen werden.
Bei derartigen herkömmlichen
Systemen wirken die elastischen Segmente derart, dass sie die Stoffbahn aus
miteinander verbundenen Erzeugnissen zusammenraffen, was eine Kontrolle
der Stoffbahn schwierig macht und die Ausstattung der Stoffbahn
mit zusätzlichen
Eigenschaften erschwert. Zudem beseitigt der Einsatz einer derartigen
Mikrowellenaktivierung ausgewählter
Bereiche den Bedarf an komplizierten Vorrichtungen, die bei herkömmlichen
Systemen erforderlich waren, um Längs- oder Querstücke aus
elastischem Werkstoff in die Vorrichtung einzuführen. Derartige Vorrichtungen
waren in demjenigen Fall besonders kompliziert, in dem die Stücke aus
elastischem Werkstoff in einem vorgedehnten oder gedehnten Zustand
an bestimmten Stellen der Stoffbahn angeordnet wurden.
-
Die nachfolgenden Beispiele sind
angeführt,
um ein detaillierteres Verständnis
der Erfindung zu ermöglichen.
Die Beispiele sind beispielhalber angegeben und sollen nicht den
Umfang der Erfindung einschränken.
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Beispiel
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Ein elastomerer Werkstoff, der unter
der Handelsbezeichnung PEBAX 2533 von Elf Atochem, einer Firma mit
Filialen unter anderem in Philadelphia, Pennsylvania beziehbar ist,
wurde um 490 Prozent gedehnt und abgekühlt. Der gedehnte und abgekühlte Werkstoff
wurde zwischen zwei Stoffbahnen aus Polypropylen-Spinnvlies-Fasern laminiert,
wobei jede eine Flächenmasse
von ungefähr
zwei Gramm pro Quadratmeter aufwies, und wobei ein Klebemittel zur
Bildung des gebundenen elastischen Verbundwerkstoffes verwendet wurde,
das unter der Handelsbezeichnung H2525A von Findley Adhesive, einer
Firma mit Filialen unter anderem in Milwaukee, Wisconsin beziehbar
ist.
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Annähernd ein Kubikzentimeter einer
mikrowellenempfindlichen Lösung
wurde dem Verbundwerkstoff in einem ausgewählten Bereich zugeführt. Die
Lösung
wurde direkt in dem Verbund absorbiert. Die Lösung enthielt die nachfolgenden
Bestandteile nach Gewicht:
Polyethylenglykol | 32,7% |
Sorbitol | 32,6% |
Natriumchlorid | 1,7% |
Wasser | 33,1
% |
Oberflächenaktiver
Stoff (Triton X-100) | in
Spuren |
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Der behandelte Verbundwerkstoff wurde
für fünf Sekunden
bei hoher Betriebsstufe in einen herkömmlichen Mikrowellenofen eingeführt, der
im Handel unter der Handelsbezeichnung Sharp Carousel von Sharp Incorporated
beziehbar ist. Der ausgewählte
Bereich des Verbundwerkstoffes, auf den die mikrowellenempfindliche
Lösung
aufgetragen wurde, zog sich um ungefähr 50 bis 100 Prozent zusammen
und bildete ein wohldefinierte Raffung.