DE69835811T2

DE69835811T2 - Durchlässiger, faserartiger, filmbeschichteter vliesstoff

Info

Publication number: DE69835811T2
Application number: DE69835811T
Authority: DE
Inventors: Anthony William Neenah GEORGER; Bruce Mark Cumming MAJORS; Alan Gregory Woodstock ZELAZOSKI
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: EP0969965B1; KR20010005713A; CN1096938C; US5919177A; AU722665B2; RU2203185C2; CN1251551A; ZA982098B; PL335813A1; WO1998043811A1; CO5040048A1; EP0969965A1; AR015109A1; KR100548098B1; ID22628A; DE69835811D1; TR199902377T2; BR9808099A; CA2281902A1; TW453868B

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Deckmaterialien für Hygieneprodukte sollten Flüssigkeit vom Träger zu den Lagen unterhalb des Deck- (oder Einlage-) -materials übertragen, wo die Flüssigkeit absorbiert oder zu anderen Bereichen verteilt werden kann. Einlagematerialien weisen vorzugsweise Oberflächen mit geringer Beschmutzung und geringer Rücknässung auf, um die Menge an Flüssigkeit zu verringern, die im Einlagematerial selbst zurückgehalten wird. Mit Öffnungen versehene Filme sind auf dem Fachgebiet zur Verwendung als Einlagen bekannt auf Grund ihrer verringerten Beschmutzung und ihrer geringen Rücknässung. Sie stellen allerdings nicht die Weichheit und Bequemlichkeit von Faservlieseinlagen bereit. Es bleibt daher ein Bedarf an einer Einlage, welche die Vorteile einer Einlage auf Filmbasis bereitstellt und trotzdem auch weich und bequem für den Träger ist.
Ein Ziel dieser Erfindung ist das Bereitstellen eines gepolsterten absorbierenden Materials, das als Einlage verwendet werden kann, welche geringe Beschmutzung und Rücknässung aufweist und weich und bequem für den Träger ist. Ein weiteres Ziel ist, dass eine solche Einlage auch eine größere Festigkeit als eine Filmeinlage aufweist, und des Weiteren die Fluidhandhabungsfunktionalität verbessert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein absorbierendes Material, wie in Anspruch 1 bis 8 und 18 definiert, ein Hygieneprodukt, wie in Anspruch 9 bis 13 definiert, welches das absorbierende Material umfasst, und ein Verfahren zur Herstellung einer körperseitigen Einlage für ein Hygieneprodukt, wie in Anspruch 14 bis 17 definiert.
Die Ziele dieser Erfindung werden durch ein gepolstertes absorbierendes Material erreicht, welches als Einlagematerial verwendet werden kann, welches aus einem Film und einem Vliesstoff hergestellt ist, wobei der Film direkt auf den Vliesstoff extrudiert wird, um ein Laminat zu bilden, wodurch dem Film eine faserartige Topografie und ein faserartiger Griff verliehen wird. Das Film/Vliesstoff-Laminat wird durchlässig gemacht, indem das Laminat mit Öffnungen versehen wird. Das Vlies muss ein Vlies von hochvoluminöser Art sein, um die gewünschte Fluidhandhabungsfunktionalität bereitzustellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Figur ist eine Schnittzeichnung eines Film/Vliesstoff-Laminates der Erfindung, wobei der Film 1 auf den Vliesstoff 2 laminiert wird und das Laminat Öffnungen 3 aufweist.
DEFINITIONEN
"Hydrophil" beschreibt Fasern oder die Oberfläche von Fasern, die durch die wässrigen Flüssigkeiten, die in Kontakt mit den Fasern kommen, benetzt werden. Der Grad der Benetzung der Materialien kann wiederum durch die Kontaktwinkel und Oberflächenspannungen der beteiligten Flüssigkeiten und Materialien beschrieben werden. Ausrüstung und Technik, die zum Messen der Benetzbarkeit von bestimmten Fasermaterialien oder Mischungen von Fasermaterialien geeignet sind, können durch ein Cahn SFA-222 Surface Force Analyzer System oder ein im Wesentlichen gleichwertiges System bereitgestellt werden. Wenn sie mit diesem System gemessen werden, werden Fasern mit einem Kontaktwinkel von weniger als 90° als "benetzbar" oder hydrophil bezeichnet, während Fasern mit einem Kontaktwinkel gleich oder größer als 90° als "nicht benetzbar" oder hydrophob bezeichnet werden.
"Lage" kann im Singular verwendet die Doppelbedeutung eines einzelnen Elementes oder mehrerer Elemente aufweisen.
"Flüssigkeit" bedeutet eine nicht gasförmige Substanz und/oder ein Material, das fließt und die innere Form eines Behälters annehmen kann, in den es geleert oder gegeben wird.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck "Vliesstoff oder -bahn" eine Bahn mit einer Struktur aus einzelnen Fasern oder Fäden, die ineinandergelegt sind, aber nicht auf eine erkennbare Weise, wie bei einem gewirkten Stoff. Vliesstoffe oder -bahnen werden durch viele Verfahren gebildet, wie zum Beispiel Schmelzblasverfahren, Spinnbindeverfahren und gebundene kardierte Bahnverfahren. Das Flächengewicht von Vliesstoffen wird üblicherweise in Unzen Material pro Quadratyard (osy) oder Gramm pro Quadratmeter (g/m²) ausgedrückt und die verwendbaren Faserdurchmesser werden üblicherweise in Mikron ausgedrückt. (Es ist zu beachten, dass die Umrechnung von osy in g/m² durch Multiplizieren mit 33,91 erfolgt.)
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck "Mikrofasern" Fasern mit kleinem Durchmesser, welche einen durchschnittlichen Durchmesser von nicht mehr als etwa 75 Mikron aufweisen, zum Beispiel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 0,5 Mikron bis etwa 50 Mikron, oder insbesondere können Mikrofasern einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 2 Mikron bis etwa 40 Mikron aufweisen. Ein anderer häufig verwendeter Ausdruck für den Faserdurchmesser ist Denier, was als Gramm pro 9000 Meter einer Faser definiert ist und berechnet werden kann als Faserdurchmesser in Mikron zum Quadrat, multipliziert mit der Dichte in Gramm/cm³, multipliziert mit 0,00707. Ein niedrigerer Denier-Wert deutet auf eine feinere Faser hin und ein höherer Denier-Wert deutet auf eine dickere oder schwerere Faser hin. Zum Beispiel kann der Durchmesser einer Polypropylenfaser, der mit 15 Mikron angegeben ist, in Denier umgerechnet werden durch Quadrieren, Multiplizieren des Ergebnisses mit 0,89 g/cm³ und Multiplizieren mit 0,00707. Somit weist eine Polypropylenfaser mit 15 Mikron einen Denier-Wert von etwa 1,42 (15² × 0,89 × 0,00707 = 1,425) auf. Außerhalb der Vereinigten Staaten ist die geläufigere Maßeinheit "tex", was als Gramm pro Kilometer Faser definiert ist. Tex kann als Denier/9 berechnet werden.
"Voluminös" bezieht sich auf die Dicke und Dichte eines Vliesstoffes und bedeutet einen Stoff, der verbesserte Fluidfunktionalität und Tasteigenschaften bereitstellt, wenn er als Substrat in einem mit Öffnungen versehenen, filmbeschichteten Material verwendet wird. Gemäß der Erfindung weist der Vliesstoff, der in dem absorbierenden Material enthalten ist, eine Dicke oder ein Volumen von wenigstens 0,03 Inch (0,76 mm) und vorzugsweise etwa 0,05 Inch (1,3 mm) und eine Dichte zwischen 0,03 g/cm³ und 0,07 g/cm³, vorzugsweise etwa 0,05 g/cm³ auf.
"Spinngebundene Fasern" bezieht sich auf Fasern mit kleinem Durchmesser, die durch Extrudieren von geschmolzenem thermoplastischem Material als Filamente aus mehreren feinen, üblicherweise runden Kapillaren einer Spinndüse gebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann rasch verringert wird, wie zum Beispiel in US-Patentschrift 4,340,563 an Appel et al. und US-Patentschrift 3,692,618 an Dorschner et al., US-Patentschrift 3,802,817 an Matsuki et al., US-Patentschrift 3,338,992 und 3,341,394 an Kinney, US-Patentschrift 3,502,763 an Hartman und US-Patentschrift 3,542,615 an Dobo et al. Spinngebundene Fasern sind im Allgemeinen nicht klebrig, wenn sie auf eine Sammeloberfläche abgelegt werden. Spinngebundene Fasern sind im Allgemeinen endlos und weisen einen durchschnittlichen Durchmesser (aus einer Probe von wenigstens 10) von mehr als 7 Mikron, insbesondere zwischen etwa 10 und 20 Mikron auf.
"Schmelzgeblasene Fasern" bedeutet Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials durch mehrere feine, üblicherweise runde Düsenkapillaren als geschmolzene Fäden oder Filamente in zusammenlaufende, üblicherweise heiße Hochgeschwindigkeitsgasströme (z.B. Luft) gebildet werden, welche die Filamente aus geschmolzenem thermoplastischem Material verfeinern, um ihren Durchmesser zu verringern, was bis zu Mikrofaserdurchmesser sein kann. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern durch den Hochgeschwindigkeitsgasstrom getragen und auf eine Sammeloberfläche abgelegt, um eine Bahn aus unregelmäßig verteilten schmelzgeblasenen Fasern zu bilden. Ein solches Verfahren ist zum Beispiel in US-Patentschrift 3,849,241 offenbart. Schmelzgeblasene Fasern sind Mikrofasern, die endlos oder unterbrochen sein können, weisen im Allgemeinen einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 10 Mikron auf und sind im Allgemeinen klebrig, wenn sie auf eine Sammeloberfläche abgelegt werden.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck "Maschinenrichtung" oder MD die Länge eines Stoffes in der Richtung, in die er hergestellt wird. Der Ausdruck "Maschinenquerrichtung" oder CD bedeutet die Breite eines Stoffes, d.h. eine Richtung, die im Allgemeinen rechtwinkelig zur MD ist.
"Konjugierte Fasern" bezieht sich auf Fasern, die aus wenigstens zwei Polymerquellen gebildet worden sind, die aus getrennten Extrudern extrudiert, aber zusammengesponnen worden sind, um eine Faser zu bilden. Konjugierte Fasern werden auch manchmal als Multikomponenten- oder Bikomponentenfasern bezeichnet. Die Polymere sind üblicherweise unterschiedlich, obwohl konjugierte Fasern auch Monokomponentenfasern sein können. Die Polymere sind in im Wesentlichen konstant angeordneten, getrennten Zonen über den Querschnitt der konjugierten Fasern angeordnet und erstrecken sich fortlaufend entlang der Länge der konjugierten Fasern. Die Form einer solchen konjugierten Faser kann zum Beispiel eine Hülle/Kern-Anordnung sein, wobei ein Polymer von einem anderen umgeben ist, oder kann eine Seite-an-Seite-Anordnung, eine Tortenstück-Anordnung oder eine "Insel"-Anordnung sein. Konjugierte Fasern werden zum Beispiel in US-Patentschrift 5,382,400 an Pike et al. gelehrt. Bei Zweikomponentenfasern können die Polymere im Verhältnis 75/25, 50/50, 25/75 oder jedem anderen gewünschten Verhältnis vorliegen. Die Fasern können auch Formen aufweisen, wie z.B. jene, die in US-Patentschrift 5,277,976 an Hogle et al. beschrieben sind, das Fasern mit ungewöhnlichen Formen beschreibt.
"Bikonstituentenfasern" bezieht sich auf Fasern, die aus wenigstens zwei Polymeren gebildet worden sind, die aus dem selben Extruder als Mischung extrudiert worden sind. Der Ausdruck "Mischung" ist nachfolgend definiert. Bikonstituentenfasern weisen die verschiedenen Polymerkomponenten nicht in verhältnismäßig konstant angeordneten, getrennten Zonen über die Querschnittsfläche der Faser angeordnet auf und die verschiedenen Polymere sind üblicherweise nicht fortlaufend entlang der gesamten Länge der Faser, sondern bilden stattdessen üblicherweise Fibrillen oder Protofibrillen, die beliebig beginnen und enden. Bikonstituentenfasern werden manchmal auch als Multikonstituentenfasern bezeichnet. Fasern von dieser allgemeinen Art werden zum Beispiel in US-Patentschrift 5,108,827 an Gessner besprochen.
"Gebundene kardierte Bahn" bezieht sich auf Bahnen, die aus Stapelfasern hergestellt sind, die durch eine Kämm- oder Kardiereinheit geschickt werden, welche die Stapelfasern auseinanderbricht und in Maschinenrichtung anordnet, um eine im Allgemeinen in Maschinenrichtung ausgerichtete Faservliesbahn zu bilden. Solche Fasern werden üblicherweise in Ballen gekauft, die in einen Picker gegeben werden, der die Fasern vor der Kardiereinheit trennt. Wenn die Bahn gebildet worden ist, wird sie durch eines oder mehrere der vielen bekannten Bindeverfahren gebunden. Ein solches Bindeverfahren ist Pulverbindung, wobei ein pulverförmiger Klebstoff über die Bahn verteilt und dann aktiviert wird, üblicherweise durch Erhitzen der Bahn und des Klebstoffes mit Heißluft. Ein anderes geeignetes Bindeverfahren ist Musterbindung, wobei erhitzte Kalanderwalzen oder Ultraschallbindungsausrüstung verwendet werden, um die Fasern zusammenzubinden, üblicherweise in einem lokalisierten Bindungsmuster, obwohl die Bahn auch über ihre gesamte Oberfläche gebunden werden kann, wenn dies gewünscht ist. Ein anderes geeignetes und gut bekanntes Bindeverfahren, insbesondere wenn Bikomponenten-Stapelfasern verwendet werden, ist Durchluftbindung.
"Luftablegen" ist ein gut bekanntes Verfahren, durch das eine Faservlieslage gebildet werden kann. Im Luftablegeverfahren werden Bündel von kleinen Fasern mit typischen Längen im Bereich von etwa 6 bis etwa 19 Millimetern (mm) getrennt und in einem Luftstrom mitgerissen und dann auf ein Formsieb abgelegt, üblicherweise mit Hilfe einer Vakuumquelle. Die unregelmäßig abgelegten Fasern werden dann zusammengebunden zum Beispiel unter Verwendung von Heißluft oder eines Sprühklebstoffs.
Wie hier verwendet bedeutet Durchluftbindung ein Verfahren zum Binden einer Faserbahn, wobei Luft, die ausreichend heiß ist, um die Polymere zu schmelzen, aus denen die Fasern der Bahn hergestellt sind, durch die Bahn gedrückt wird. Die Luftgeschwindigkeit liegt zwischen 30,5 und 152,4 Metern pro Minute (100 und 500 Fuß pro Minute) und die Verweilzeit kann bis zu 6 Sekunden betragen. Das Schmelzen und Wiederverfestigen des Polymers stellt die Bindung bereit.
"Hygieneprodukt" bedeutet Windeln, Höschen zur Sauberkeitserziehung, absorbierende Unterhosen, Inkontinenzprodukte für Erwachsene und Frauenhygieneprodukte.
TESTVERFAHREN
Die Dichte eines Materials wird berechnet durch Dividieren des Gewichtes pro Flächeneinheit einer Probe in Gramm pro Quadratmeter (g/m²) durch die Dicke der Probe in Millimeter (mm) bei 68,9 Pascal und Multiplizieren des Ergebnisses mit 0,001, um den Wert in Gramm pro Kubikzentimeter (g/cm³) umzurechnen. Insgesamt drei Proben würden für die Dichtewerte ermittelt und der Durchschnitt bestimmt.
Luftdurchlässigkeit wurde unter Anwendung des Frazier-Porositätstests gemessen. Luftdurchlässigkeit ist die Menge an Luftdurchfluss durch ein Material unter einem Druckgefälle zwischen zwei Stoffoberflächen. Proben wurden auf einem Frazier Air Permeability Tester, erhältlich von Frazier Precision Instrument Company, Gaithersburg, MD, getestet. Die verwendeten Verfahren stimmten mit den Vorschriften von Method 5450, Federal Test Methods Standard 191A überein mit der Ausnahme, dass die Probenstückgröße 8 Inch × 8 Inch (20,3 × 20,3 cm) anstatt 7 Inch × 7 Inch (17,8 × 17,8 cm) betrug. Die größere Größe machte es möglich, sicherzustellen, dass alle Seiten des Probestücks gut über den Festhaltering hinaus erstreckten, und ermöglichte das sichere und gleichmäßige Festklammern des Probestücks über der Öffnung. In dem Verfahren wurde Luft durch das Probestück und eine kalibrierte Öffnung unter Verwendung eines Saugzug-Ventilators gezogen. Durch Steuern der Geschwindigkeit des Ventilators wurde die Menge an Luftdurchfluss durch den Stoff so eingestellt, dass ein Druckgefälle von 0,51 Inch (13 mm) Wasser zwischen den zwei Oberflächen erreicht wurde. Die Menge an Luft, die durch das Probestück strömte, wurde aus dem Druckabfall über einer kalibrierten Öffnung bestimmt, wie durch ein Vertikal-Ölmanometer angezeigt. Diese Ablesung wurde in eine Luftdurchflussmenge umgewandelt unter Verwendung einer Umrechnungstabelle, die vom Hersteller des Instruments bereitgestellt ist. Die Ergebnisse wurden in Kubikfuß Luft pro Quadratfuß Probe pro Minute oder in Kubikzentimeter pro Quadratzentimeter pro Sekunde ausgedrückt. Je höher die Zahl, desto durchlässiger oder poröser ist das Material.
Der Absorptionszeittest zeigte die Aufnahmegeschwindigkeit für ein Material unter Verwendung von 8 cm³ synthetischem Menstruationsfluid. Eine 7,62 cm mal 17,78 cm (3 Inch mal 7 Inch) große Probe des Testmaterials wurde mit 10 cm³ synthetischem Menstruationsfluid beschüttet, das aus einem Fluidspeicher mit einem 5,08 cm mal 1,27 cm (2 Inch mal 0,5 Inch) großen Abgabeschlitz abgegeben wurde. Die Zeit um 8 cm³ Fluid zu absorbieren wurde dann in Sekunden gemessen. Eine geringere Absorptionszeit gemessen in Sekunden war ein Zeichen für eine schnellere Aufnahmegeschwindigkeit für das jeweilige Material.
Wenn ein Material beschüttet worden war, war es auch wichtig, die Menge an Rücknässung zu messen, die stattfand. Die Testprobe wird auf einen zweilagigen absorbierenden Kern mit der Vliesseite angrenzend an das Absorbens gelegt, um das Deckmaterial eines absorbierenden Hygieneartikels, in diesem Fall einer Dameneinlage oder Damenbinde, zu simulieren. Die obere, körperseitige Lage des Kerns war ein 425 g/m² Flaum mit einer Dichte von 0,07 g/cm³ und die Lage an der Ablenkseite war ein 470 g/m² Flaum mit einer Dichte von 0,094 g/cm³. Die Ablenkseite war geprägt. Zehn Kubikzentimeter des synthetischen Menstruationsfluids wurden aus einem Speicher mit einem 5, 08 cm mal 1, 27 cm (2 Inch mal 0,5 Inch) großen Abgabeschlitz auf die Testprobe abgegeben. Als nächstes wurde ein Löschpapier auf die Probe gelegt und ein Druck von 70 g/cm² (einem Pfund pro Quadratinch) wurde für einen Zeitraum von 3 Minuten ausgeübt. Nach dem Zeitraum von 3 Minuten wurde das Löschpapier entfernt und gewogen und die Menge an Menstruationsfluid, die vom Löschpapier absorbiert worden war, wurde in Gramm gemessen. Höhere Werte waren ein Zeichen für einen größeren Grad an Rücknässung für das jeweilige getestete Material. Eine zusätzliche Besprechung dieser Tests ist in der gemeinsam übertragenen US-Patentschrift 5,536,555 zu finden.
Um die Starret Bulk oder Stärke des Materials zu messen, die sich auf die Dicke des Materials bezieht, wurden fünf Inch mal fünf Inch (127 Millimeter × 127 Millimeter) große Proben des Materials unter einer Last von 3,5 g/cm² (0,5 Pfund pro Quadratinch) zusammengedrückt und die Dicke des Materials wurde gemessen, während die Probe zusammengedrückt war. Höhere Zahlen standen für dickere, voluminösere Materialien.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Absorbierende Produkte weisen im Allgemeinen eine Einlage, die am Träger anliegt, und eine Rückschicht, welche die äußerste Lage ist, auf und können auch andere Lagen enthalten.
Die Einlage wird manchmal als körperseitige Einlage, Deckschicht oder oberste Schicht bezeichnet und kann angrenzend an ein Schwallmaterial sein. In Richtung der Dicke des Artikels ist das Einlagematerial die Lage an der Haut des Trägers und somit die erste Lage in Kontakt mit Flüssigkeit oder anderen Ausscheidungen vom Träger. Die Einlage dient des Weiteren dazu, die Haut des Trägers von den Flüssigkeiten zu isolieren, die in einer absorbierenden Struktur gehalten werden, und sollte anpassungsfähig sein, sich weich anfühlen und nicht reizen. Verschiedene Materialien werden bei der Bildung einer körperseitigen Einlage verwendet, einschließlich mit Öffnungen versehene Plastikfilme, Gewebestoffe, Vliesstoffe, poröse Schäume, retikulierte Schäume und ähnliches. Die Einlage kann mit einer ausgewählten Menge an oberflächenaktivem Mittel, wie z.B. etwa 0,28 % des oberflächenaktiven Mittels Triton X-102, oberflächenbehandelt oder auf andere Weise bearbeitet werden, um das gewünschte Maß an Benetzbarkeit und Hydrophilität zu verleihen. Wenn ein oberflächenaktives Mittel verwendet wird, kann es ein innerer Zusatzstoff sein oder auf die Bahn aufgetragen werden durch jedes beliebige herkömmliche Mittel, wie z.B. Sprühen, Drucken, Tauchen, Bürstenstreichverfahren und ähnliches.
Die Rückschicht wird manchmal als äußere Abdeckung bezeichnet und ist die am weitesten vom Träger entfernte Lage. Die äußere Abdeckung wird typischerweise aus einem dünnen thermoplastischen Film, wie z.B. einem Polyethylenfilm, gebildet, der im Wesentlichen undurchlässig für Flüssigkeit ist. Die äußere Abdeckung hat die Funktion zu verhindern, dass Körperausscheidungen, die in einer absorbierenden Struktur enthalten sind, die Kleidung, Bettwäsche oder andere Materialien, die das Hygieneprodukt berühren, benetzen oder beschmutzen. Andere alternative Konstruktionen für äußere Abdeckungen umfassen Gewebe- oder Vliesfaserbahnen, die so aufgebaut oder behandelt sind, um ihnen das gewünschte Maß an Flüssigkeitsundurchlässigkeit zu verleihen, oder Laminate, die aus einem Gewebe- oder Vliesstoff und einem thermoplastischen Film gebildet sind.
Zusätzlich zur Einlage und zur Rückschicht, welche die oben beschriebenen Funktionen erfüllen, können traditionelle absorbierende Systeme für Hygieneprodukte so verallgemeinert werden, dass sie die Funktion von Schwallsteuerung und Einschließung (Rückhaltung) oder SC (surge control and containment) haben.
Die Funktion der Schwallsteuerung besteht darin, die hereinkommende Einwirkung rasch aufzunehmen und die Flüssigkeit entweder zu absorbieren, zu halten, zu kanalisieren oder auf andere Weise zu handhaben, damit sie nicht aus dem Artikel hinausläuft. Eine Schwalllage kann auch als Aufnahmelage, Übertragungslage, Transportlage und ähnliches bezeichnet werden und ist am typischsten zwischen und in engem Kontakt und Flüssigkeitsaustausch mit der körperseitigen Einlage und einer anderen Lage, wie z.B. einer Rückhaltelage, angeordnet, an der sie befestigt sein kann.
Die Einschließungs- oder Rückhaltefunktion besteht darin, die Einwirkung rasch und effizient zu absorbieren. Ein Material, das Rückhaltefunktionalität bereitstellt, sollte in der Lage sein, Flüssigkeit aus der Verteilungslage zu ziehen und Flüssigkeit zu absorbieren ohne bedeutendes "Gelblockieren" oder Blockieren des Durchtritts von Flüssigkeit weiter in das Absorbens durch die Ausdehnung der äußeren Lagen des Absorbens. Rückhaltung wird oft durch absorbierende Zusammensetzungen bereitgestellt, wie z.B. jene, die superabsorbierende Hochgeschwindigkeits-Polymere enthalten, wie z.B. Mischungen aus Polyakrylat-Superabsorbens und Flaum. Diese Materialien absorbieren Flüssigkeit rasch und halten sie.
Zusätzlich zur Funktion der Schwallsteuerung und Einschließung in traditionellen absorbierenden Systemen hat die aktuelle Arbeit eine andere Funktion eingeführt, welche eine separate Lage sein kann, die zwischen der S-Lage und der C-Lage angeordnet ist oder in bestehende Materialien eingebaut werden kann. Diese neue Funktion ist eine Verteilungsfunktion, wodurch ein System mit Schwallsteuerung, Verteilung und Einschließung oder "SDC" (surge control, distribution and containment) hergestellt wird.
Diese Verteilungsfunktion besteht darin, Fluid vom Punkt der ursprünglichen Abgabe dorthin zu bewegen, wo die Lagerung gewünscht ist. Verteilung sollte vorzugsweise mit einer annehmbaren Geschwindigkeit stattfinden, damit der Zieleinwirkungsbereich, im Allgemeinen der Schrittbereich, bereit für die nächste Einwirkung ist. Die Zeit zwischen Einwirkungen kann im Bereich von nur einigen Minuten bis zu Stunden sein, was im Allgemeinen vom Alter des Trägers abhängt. Materialien, aus denen die Verteilungslage hergestellt werden kann, umfassen Gewebestoffe und Vliesbahnen. Zum Beispiel kann eine Verteilungslage eine Vliesstofflage sein, die aus einer schmelzgeblasenen oder spinngebundenen Bahn aus Polyolefinfilamenten zusammengesetzt ist.
Die verbesserte Einlage, die hier beschrieben ist, stellt die traditionelle Einlagefunktion der Isolierung der Haut des Trägers von Flüssigkeiten bereit und stellt auch viele andere vorteilhafte Funktionen bereit, welche auch manche Eigenschaften von Schwallsteuerung und Verteilung verbinden. Eine solche Einlage verleiht Flexibilität in der Ausführung und kann die Herstellung von dünneren, bequemeren und kostengünstigeren Hygieneprodukten ermöglichen.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass gepolstertes absorbierendes Material, das einen mit Öffnungen versehenen, filmbeschichteten, voluminösen Vliesstoff umfasst, eine ausgezeichnete Fluidaufnahme bereitstellt und dennoch einen niedrigen Rücknässungswert (weniger als 1 g) beibehält und eine gute Zugfestigkeit aufweist.
BEISPIEL
Als eine Ausführungsform wurde ein mit Öffnungen versehenes, filmbeschichtetes, voluminöses Vliesstoff-Laminat hergestellt durch Extrusionsbeschichten eines 0,75 mil (0,02 mm) Polyethylenfilms niedriger Dichte (LDPE) auf einen Polypropylen/Polyethylen-Seite-an-Seite-Bikomponentenvliesstoff. Indem der Film direkt auf den Vliesstoff gebildet wurde, wurden dem Film faserartige Eigenschaften verliehen.
Der Film wurde aus Polyethylen, geliefert von Quantum Chemical Co., Wallingford, Connecticut, unter der Bezeichnung NA206, hergestellt. Der Film enthielt etwa 12 Gewichtsprozent Titandioxid, um Beschmutzungen zu verdecken und Glanz zu verringern.
Der Vliesstoff war eine 50/50-Seite-an-Seite konjugierte Faserbahn, hergestellt aus Polyethylen, geliefert von Dow Chemical Co., Midland, MI, unter der Bezeichnung Aspun^® 6811A, und Polypropylen, geliefert von Exxon Chemical Co., Houston, TX, unter der Bezeichnung Escorene^® PD-3445. Der Vliesstoff wies ein Flächengewicht von etwa 1 osy (34 g/m²) auf und war aus 5 Denier, durchluftgebundenen, hochgekräuselten Fasern hergestellt, die durch das Spinnbindeverfahren hergestellt wurden, wie in US-Patentschrift 5,382,400 beschrieben. Der spinngebundene Stoff wurde um etwa 20 Prozent in Maschinenrichtung (MD) gestreckt, als der Film aufgetragen wurde, um die faserartige Erscheinung und die Dicke des Laminates weiter zu verbessern. Der Vliesstoff wies eine Dicke von etwa 0,07 in (1,8 mm) und eine Dichte von etwa 0, 03 g/cm³ auf.
Das Laminat wurde mit Öffnungen versehen unter Verwendung einer positiven Musterwalze und einer glatten Stahlambosswalze unter Verwendung einer 101 Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Walzen, die jeweils mit 200 °F (93 °C) und 160 fpm (49 m/min) und 170 °F (77 °C) und 15 fpm (4,6 m/min) liefen. Die Bedingungen zum Versehen mit Öffnungen wurden ausgewählt, um die Offenheit und Porosität des Laminates zu maximieren und dabei die Verdichtung der Bahn zu minimieren. Wenn zu viel Wärme und Druck verwendet werden, geht die Voluminosität und die Funktionalität der Bahn verloren. Dieses Verfahren des Versehens mit Öffnungen wird auch in der erteilten US-Patentanmeldung 08/620,865 besprochen, die hiermit durch Bezugnahme vollständig mit einbezogen wird.
Nach dem Versehen mit Öffnungen wurde die Vliesseite des Laminates mit einer wässrigen Lösung sprühbehandelt, die 0,3 Gewichtsprozent eines oberflächenaktiven Mittels mit der Bezeichnung Y-12488 von Osi Specialties, Inc., Danbury, Connecticut, enthielt, das ein nichtionisches Polyalkylenoxid-modifiziertes Polydimethylsiloxan-Oberflächenbenetzungsmittel ist.
Dieses mit Öffnungen versehene Laminat wurde zur Verwendung als Damenbindenabdeckung bewertet und wies eine weiche, stoffartige Oberfläche und ausgezeichnete Fluidhandhabungseigenschaften auf. Die Daten in der Tabelle zeigen, dass das Laminat sehr offen war mit einer Porosität von 455 Standardkubikfuß pro Minute (scfm), einer Stärke von 0,038 Inch (0,97 mm) und eine Aufnahme von 14,2 Sekunden und eine Rücknässung von 0,4 Gramm aufwies.
Das Standardmaterial, das zum Vergleich in der Tabelle verwendet wurde, ist ein mit Öffnungen versehener Film, der mit dem selben Polyethylen und Titandioxid hergestellt ist wie das Beispiel. Der Film wurde mit Öffnungen versehen unter Verwendung der selben Musterwalze, die sich mit etwa 51 fpm (15,5 m/min) bewegte, und einer Ambosswalze, die sich mit etwa 25 fpm (7,62 m/min) bewegte mit Temperaturen von jeweils 195 °F (91 °C) und 170 °F (77 °C). Der Spaltdruck betrug etwa 39 psi.
TABELLE
Es ist zu beachten, dass die Zugfestigkeitsergebnisse auf ein Filmdickeäquivalent von 0,025 mm (1 mil) genormt worden sind.
Obwohl eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist, ist es nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung einzuschränken. Verschiedene Polymere, Filmbeschichtungsverfahren, Verfahren zum Versehen mit Öffnungen usw. können verwendet werden und dennoch im vorgesehenen Bereich der Erfindung sein.
Die Filmbeschichtung sollte so ausgewählt werden, dass die erforderliche Weichheit des Laminates, Opazität, Festigkeit, Haftung und Kosten bereitgestellt werden. Im Allgemeinen kann ein Film im Bereich von 0, 25 bis 3 mil (0,006 mm bis 0,076 mm) liegen. Polyethylen ist bevorzugt auf Grund seiner verhältnismäßig geringen Kosten und seines weichen Griffs, obwohl jedes beliebige Polymer verwendet werden kann, das in der Lage ist, zu einem Film gemacht zu werden.
Das voluminöse Vlies sollte verwendet werden, um die Anforderungen an die Stärke und Dichte des Laminates für die erforderliche Durchlässigkeit, Rücknässung usw. zu erfüllen. Erwünschterweise sollte das Vlies eine Dicke oder ein Volumen zwischen etwa 0,05 Inch (1,27 mm) und 0, 11 in (2, 8 mm) und vorzugsweise etwa 0, 085 Inch (2, 16 mm) und eine Dichte zwischen etwa 0,043 g/cm³ und etwa 0,019 g/cm³, vorzugsweise etwa 0,025 g/cm³ vor dem Laminieren und Versehen mit Öffnungen aufweisen. Laminieren und Versehen mit Öffnungen können zu einer gewissen Verdichtung führen.
Im Allgemeinen kann das Flächengewicht des Vlieses im Bereich von 0,5 bis 5 osy (17 g/m²–174 g/m²) liegen und die Mikrofasergröße kann im Bereich von weniger als 10 Mikron bis 6 Denier liegen. Das Vlies kann gemäß vielen Verfahren hergestellt werden, welche Schmelzblasverfahren, Spinnbindeverfahren, gebundene kardierte Bahnverfahren und Luftablegeverfahren umfassen. Seite-an-Seite-konjugierte Fasern werden empfohlen, da solche Fasern gekräuselt sein können, und ein solches Kräuseln hilft bei der Herstellung einer voluminösen Bahn. Polyolefine sind für die Faserherstellung auf Grund ihrer geringen Kosten und ihrer leichten Verarbeitung gut geeignet und viele Polyolefine sind für die Faserherstellung erhältlich. Polyethylene, wie z.B. das lineare Polyethylen niedriger Dichte ASPUN^® 6811A von Dow Chemical, 2553 LLDPE und 25355 und 12350 Polyethylen hoher Dichte sind solche geeignete Polymere. Die Polyethylene weisen eine Flieflfähigkeit von jeweils etwa 26, 40, 25 und 12 auf. Polypropylene zur Faserbildung umfassen Escorene^® PD 3445 Polypropylen von Exxon Chemical Company und PF-304 von Montell Chemical Co. Viele andere Polyolefine sind im Handel erhältlich.
Das Beschichtungsverfahren ist vorzugsweise Extrusionsbeschichtung, obwohl andere Verfahren wie Sprühen, Drucken und Klebstoff verwendet werden können.
Das bevorzugte Verfahren zum Versehen mit Öffnungen ist jenes, das im Beispiel beschrieben ist, es können allerdings auch andere Verfahren wie Versehen mit Öffnungen durch Heißstift, Nadeln, positiv/negativ-Perforieren/Prägen und Hydro-Öffnen verwendet werden.
Das Verfahren zum Versehen mit Öffnungen, das im Beispiel verwendet wird, kann bei verschiedenen Temperaturen und relativen Walzen-Drehgeschwindigkeiten durchgeführt werden. US-Patentschrift 4,781,962 beschreibt das Versehen mit Öffnungen, wobei die Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Walzen zwischen 0 und 50 Prozent liegt. Obwohl die Musterwalze im Allgemeinen mit einer höheren Geschwindigkeit als die Ambosswalze gedreht wird, können des Weiteren annehmbare, mit Öffnungen versehene Laminate hergestellt werden, indem die Ambosswalze schneller gedreht wird als die Musterwalze. Zwei gemusterte Walzen, auch als positiv-positiv-Gravieren bekannt, können ebenfalls verwendet werden. In jedem Verfahren sollte das Muster der Öffnungen so ausgeführt sein, dass es wenigstens 20 Prozent offene Fläche bereitstellt.
Wie aus der oben angeführten Beschreibung zu sehen ist, ist hier ein gepolstertes absorbierendes Material bereitgestellt, das als Einlage verwendet werden kann, welche überlegene Festigkeit und Fluidhandhabungsfunktionalität gegenüber anderen bekannten Einlagen aufweist und weich und bequem für den Träger ist. Das stellt einen großen Fortschritt in der Technologie der absorbierenden Materialien und in der Ausführung von Hygieneprodukten bereit. Verbesserte Einlagen ermöglichen schmälere und daher bequemere Hygieneprodukte. Bei Windeln zum Beispiel ist eine schmale Schrittausführung eine mit einer Breite von weniger als etwa 7,6 cm.
Zusätzlich zu seiner Verwendung als Einlage kann das gepolsterte absorbierende Material dieser Erfindung Anwendung finden als faser- und fusselfreierer Stoff für Operationstücher und -kittel, als Beläge für Reinraum-Arbeitsplatten und andere Anwendungen, wo geringes Fusseln und Polsterung wichtig sind.
Obwohl nur einige beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung oben genau beschrieben worden sind, werden Fachleute leicht verstehen, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung abzuweichen. Daher sollen alle derartigen Modifikationen im Umfang dieser Erfindung enthalten sein, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Absorbierendes Material, umfassend einen Vliesstoff, auf den ein Film extrudiert ist, um ein Laminat zu bilden, und wobei das Laminat mit Öffnungen versehen ist und eine 8 cm³ Aufnahmegeschwindigkeit von maximal 20 Sekunden und eine Rücknässung von weniger als 1 g aufweist, wobei der Vliesstoff ein Flächengewicht von 17 bis 174 g/m² (0,5 bis 5 osy), eine Dicke von wenigstens 0,76 mm (0,03 Inch), gemessen unter einer Last von 3,5 g/cm² (0,05 Pfund pro Quadratinch), und eine Dichte zwischen 0,03 g/cm³ und 0, 07 g/cm³, gemessen unter einer Last von 68,9 Pa, aufweist, wobei die Aufnahmegeschwindigkeit bestimmt wird, indem 10 cm³ synthetisches Menstruationsfluid aus einem Fluidspeicher mit einem 5,08 cm × 1,27 cm (2 Inch × 0,5 Inch) großen Abgabeschlitz auf eine 7, 62 cm × 17, 7.8 cm (3 Inch × 7 Inch) große Probe abgegeben wird und die Zeit gemessen wird, um 8 cm³ Fluid zu absorbieren, und wobei die Rücknässung bestimmt wird, indem 10 cm³ synthetisches Menstruationsfluid aus einem Fluidspeicher mit einem 5,08 cm × 1,27 cm (2 Inch × 0,5 Inch) großen Abgabeschlitz auf eine 7,62 cm × 17,78 cm (3 Inch × 7 Inch) große Probe abgegeben wird, wobei die Probe auf einem zweilagigen absorbierenden Kern mit der Vliesseite angrenzend an das Absorbens angeordnet wird, wobei die obere Lage des absorbierenden Kerns ein 425 g/m² Flaum mit einer Dichte von 0,07 g/cm³ ist und die untere Lage ein 470 g/m² Flaum mit einer Dichte von 0, 094 g/cm³ ist, und die Menge an synthetischem Menstruationsfluid gemessen wird, die durch Löschpapier absorbiert wird, das auf der Probe während eines Zeitraums von 3 Minuten und einer Last von 70 g/cm² (ein Pfund pro Quadratinch) absorbiert wird.
Material gemäß Anspruch 1, wobei das Vlies eine Dicke von etwa 1,3 mm (0,05 Inch) und eine Dichte von etwa 0,05 g/cm³ aufweist.
Material gemäß Anspruch 1, wobei das Versehen mit Öffnungen dazu führt, dass das Laminat wenigstens 20 Prozent offene Fläche aufweist.
Material gemäß Anspruch 1, wobei der Film ein Polyolefin umfasst.
Material gemäß Anspruch 4, wobei der Film des Weiteren Titandioxid umfasst.
Material gemäß Anspruch 1, wobei der Vliesstoff Polyolefinfasern umfasst.
Material gemäß Anspruch 1, wobei der Vliesstoff konjugierte Fasern umfasst.
Material gemäß Anspruch 7, wobei die konjugierten Fasern Polyethylen und Polypropylen umfassen.
Hygieneprodukt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Windeln, Höschen zur Sauberkeitserziehung, absorbierenden Unterhosen, Inkontinenzprodukten für Erwachsene und Frauenhygieneprodukten, umfassend das Material von Anspruch 1.
Produkt gemäß Anspruch 9, wobei das Hygieneprodukt ein Frauenhygieneprodukt ist und das Material eine Einlage ist.
Produkt gemäß Anspruch 9, wobei das Hygieneprodukt ein Inkontinenzprodukt für Erwachsene ist und das Material eine Einlage ist.
Produkt gemäß Anspruch 9, wobei das Hygieneprodukt eine Windel ist und das Material eine Einlage ist.
Windel gemäß Anspruch 12 mit einer Schrittbreite von maximal 7,6 cm.
Verfahren zur Herstellung einer körperseitigen Einlage für ein Hygieneprodukt, umfassend die folgenden Schritte: Strecken eines voluminösen Vliesstoffes; Extrudieren eines Films direkt auf den gestreckten Vliesstoff, um ein Laminat zu bilden; Versehen des Laminates mit Öffnungen; wobei das Laminat eine 8 cm³ Aufnahmegeschwindigkeit von maximal 20 s und eine Rücknässung von weniger als 1 g aufweist und wobei das Vlies ein Flächengewicht von 17 bis 174 g/m² (0,5 bis 5 osy), eine Dicke von wenigstens 0,76 mm und eine Dichte von wenigstens 0,03 g/cm³ aufweist, wobei die 8 cm³ Aufnahmegeschwindigkeit, die Rücknässung, Dicke und Dichte wie in Anspruch 1 definiert bestimmt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Film eine Dicke von 0,006 bis 0,076 mm aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Versehen mit Öffnungen dazu führt, dass das Laminat wenigstens 20 Prozent offene Fläche aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Film Titandioxid enthält.
Material gemäß Anspruch 1, wobei der Vliesstoff Bikonstituentenfasern umfasst.