DE2141988A1

DE2141988A1 - Aus einer Plastikfolie und einer ab sorbierenden Einlage bestehender Ge brauchsgegenstand

Info

Publication number: DE2141988A1
Application number: DE19712141988
Authority: DE
Inventors: James Bryant Hamilton Ohio Sisson (V St A )
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1970-08-24
Filing date: 1971-08-21
Publication date: 1972-03-02
Also published as: FR2103467A1; FR2103467B1; BE771691A; NL7111598A; AU3263071A; CH535651A; AT316460B

Description

The Procter & Gamble Company Cincinnati, Ohio, V.St.A.

Aus einer Plastikfolie und einer absorbierenden Einlage bestehender Gebrauchsgegenstand.

Die Erfindung betrifft in erster Linie die Bindung zwischen Plastikfolien und absorbierenden Einlagen, insbesondere in Strukturen, wie sie im USA-Patent 3 180 335 beschrieben sind. Die Strukturen gemäß dieser Patentschrift können als Windeln verwendet werden, die sich teilweise wegspülen lassen, da sich die Einlage und die Plastikfolie voneinander lösen lassen und die Einlage im WC hinuntergespült werden kann, während die Plastikfolie auf anderem Wege beseitigt werden kann. Bei der Windelhersteilung ist es wichtig, die Bindung zwischen der absorbierenden Einlage und der Plastikfolie in geeigneter Weise auszubilden, so daß die Einlage und die Plastikfolie während des Gebrauchs zusammenhalten, während sie nach dem Gebrauch leicht vonein-

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ORiGlMAL INSPECTED

ander gelöst werden können. Wie in dem USA-Patent 3 322 59/+ ausgeführt ist, war es früher notv/endig, die Temperatur und die anderen Anwendungsbedingungen für den Klebstoff zu regulieren. Diese Notwendigkeit ergab sich aus den Anforderungen, die an die Produkte der USA-Patentschrift 3 I8O 335 gestellt wurden, denenzufolge eine adhäsive Bindung zwischen der absorbierenden Einlage und der Plastikfolie, die eine große Scherfestigkeit auf v/eist, erforderlich ist, während es möglich sein muß, die Einlage durch Ablösen leicht von der Plastikfolie wegzuziehen. Bei den fc in der USA-Patentschrift 3 180 ~$J>5 beschriebenen Produkten wird die Bindung an der Stelle durch Ablösen aufge hoben, wo das Klebemittel und die Polyäthylenfolie zu s ammenhaft en.

Es wurde nun gefunden, daß Substrate wie Plastik folien und absorbierende Substrate mittels eines Kleb Stoffs miteinander verklebt v/erden können, der im wesentlichen aus amorphem Polypropylen und einem Petroleumwachs im Verhältnis von Propylen zu Wachs von etv/a 1:3 bis 3:1 besteht, um eine adhäsive Bindung mit einer äußerst kon sistenten, niedrigen Schälfestigkeit zu erhalten. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Klebemittels ermöglicht eine k einfache Herstellung einer Bindung ohne exakte Regulierung der Anwendungsbedingungen.

Nur wenige Klebemittel sind geeignet, eine Bindung zwischen einer Plastikfolie und einer absorbierenden Ein lage herzustellen, die eine große Scherfestigkeit hat, aber auch durch Wegziehen der Einlage von der Plastikfolie leicht aufgehoben ΐ/erden kann. ?/ie vorstehend ausgeführt, löst sich das in der USA-Patentschrift 3 3ZZ 39h beschriebene Klebemittel beim Ablösen durch Aufhebung der Bindung

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an der Stelle der Haftung auf der Plastikfolie _a Daher muß beim Verfahren der USA-Patentschrift sehr genau darauf geachtet werden, daß die die adhäsive Bindung beein flussenden Variablen wie z.B. Temperatur, Abkühlungsgeschwindigkeit und dergl. unter Kontrolle bleiben, über raschenderweise löst sich die erfindungsgemäße Bindung kohäsiv, und dementsprechend ist die Adhäsionskraft unbedeutend, nur muß sie größer sein als die Kohäsionskraft. Nur die Menge.des verwendeten Klebstoffs und die Zusammensetzung des Klebstoffs selbst sind wichtig für die Schälfestigkeit.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die absorbierenden Einlagen und die Plastikfolie ohne genaue Kontrolle der Anwendungsbedingungen miteinander verklebt v/erden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zur Herstellung des Klebstoffs Poly propylene mit in ziemlich weiten Grenzen schwankenden Molekulargewichten verwendet werden können, da die Eigenschaften des Polypropylens zur Erzielung der geeigneten Bindefestigkeit durch Zusatz eines geeigneten Petroleumwachses in geeigneter Menge leicht modifiziert werden können.

Die bevorzugten Plastikfolien werden aus einem taftgeprägten undurchsichtigen Polyäthylengewebe mit niedriger Dichte hergestellt, das in ungeprägtem Zustand eine Stärke von 0,01905 bis 0,0381 mm hat; es können aber auch andere Plastikfolien mit anderer Stärke, anderer Oberflächenbehandlung, anderer Dichte und/oder anderen Graden von Undurchsichtigkeit verwendet werden. Andere Kunststoffe wie Polypropylen und dergl. können ebenfalls verwendet werden.

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Die Plastikfolie ist vorzugsweise flexibel und wasser dicht, da sie die Funktionen der in der USA-Patentschrift 3 180 335 beschriebenen Plastikfolie erfüllen soll.

Als absorbierende Einlagen werden vorzugsweise die in der USA-Patentschrift 3 l80 335 beschriebenen verwendet. Sie enthalten einige Lagen Krepp-Cellulosewatte und eine Deckschicht aus einem nachgebenden, weichen, porösen, hydrophoben Papiergewebe oder Faservlies. Ist der Verwendungszweck eine Windel, verlaufen die Watteschichten vor- * zugsweise quer zur Länge der Anordnung Plastikfolie/absorbierende Einlage. Andere absorbierende Substrate sind absorbierende Einlagen wie Schwämme, Schaumstoffe, Faser gemische, Rayonfaser, Baumwolle, Holzstoffmasse, Luftfilze und dergl.« Das absorbierende Substrat ist vorzugsweise cellulosehaltig.

Vorzugsweise besteht die Bindung zwischen einer Plastikfolie und einem Cellulosematerial z.B. Papier, Rayonfaser, Faservlies oder Watte.

Jedes amorphe Polypropylen, das eine ausreichende Adhäsionskraft aufweist, kann verwendet werden, jedoch soll das Polypropylen vorzugsweise bei 190 C eine Schmelz-F viskosität von etwa 1 000 bis 10 000 Centipoise, insbesondere von etwa 2 000 bis 8 000 aufweisen. Das Polypropylen ist nichtkristallin und liefert die Bindekraft. Das Polypropylen macht etwa 25 bis 75 % des Klebemittels aus, vorzugsweise etwa kO bis 60 %_% insbesondere etwa 50 % . Polypropylene mit höherem Molekulargev/icht werden zur Erzielung der gleichen gewünschten Schälfestigkeit in

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kleineren Mengen verwendet.

Die Stärke des nicht verstärkten Klebemittelfilms zwischen den beiden Substraten beträgt vorzugsweise etwa 0,0254 bis 0,254 mm, insbesondere etwa 0,1016 bis 0,2032 mm. Eine Wirkung eines absorbierenden Substrats besteht darin, den Klebstoff zu absorbieren und einen Teil davon zu verstärken. Das Verhalten eines teilweise verstärkten Films ist das gleiche wie das eines dünneren, nicht verstärkten Films, da sich nur der nicht verstärkte Teil des Films wie vorstehend beschrieben, kohäsiv löst. Die Dicke des nicht verstärkten Films beeinflußt die Menge der Arbeit, die notwendig ist, die Bindung aufzuheben« Dickere nicht verstärkte Filme erfordern zur Aufhebung der Bindung mehr Arbeit.

Die gewünschte Schälfestigkeit der Windeln zum einmaligen Gebrauch, wie sie in der USA-Patentschrift 3 I80 335 beschrieben sind, beträgt etwa 3>937 bis 2-7,% g/cm, vorzugsweise etwa 11,81 bis 15>75 g/cm, insbesondere 13,78 g/cm. Ein Richtwert für die Schälfestigkeit wurde durch Ablösen einer Klebefuge von etwa 0,159 cm Breite, die 0,0039 g/cm Klebstoff enthielt, in einem Festigkeitsprüfgerät mit einer Ablösegeschwindigkeit von etv/a 30,5 cm/Min, bei einer Temperatur von 22,8 C bestimmt. Um andere Schälfestigkeiten zu erhalten, können auch andere Anwendungsgeschwindigkeiten angewandt werden. Auch die Menge des angewendeten Klebstoffs kann variiert werden, damit auch Klebstoffe mit niedrigerer oder höherer Kohäsionskraft zur Erzielung der gleichen Schälfestigkeit verwendet werden können.

In einem weiteren, geeigneten Test zur Bestimmung

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der Klebeeigenschaften des erfindungsgemäßen Klebemittels werden 0,635 cm große Streifen eines etv/a 0,0?C ram dicken, mit einem etwa 0,051 cim dicken Polyäbhylenfilm beschichteten Kraftpapiers so mit Klebstoffilmen von einer Dicke von 0,1016 mm, 0,1525 mm und 0,203 mm zusasBiengeklebt, daß Polyäthylenfilm auf Polyäthylenfilm haftet. Mittels des bekannten T-Schältests wird die AblösegesciiY/indigkeit für jedes der drei verschiedenen angehängten Gewichte (hung weights) und jede der drei Dicken der Klebstoffschichten bestimmt. Überraschenderweise wurde ein geradliniges Ver-

»hältnis zv/ischen der Energieabsorptionsgesehwindigkeit (in g.cm/sec./cm ) der gelösten Bindung und der Kraft des das Ablösen bewirkenden Gev/ichts beobachtet. Obwohl verschiedene Kurven für jede Dicke der Klebstoffschicht beobachtet wurden, treffen die Linien zusaasen, wenn sie zur Energieabsorption Null hin verlängert werden, wobei sie die kritische Kraft angeben, die erforderlich ist, um ein Ablösen bei einer bestimmten Temperatur bei einem bestimmten Klebstoff zu bewirken. Man nimmt an, daß dies ein grundlegendes Merkmal des Klebstoffmaterials ist. Es werden kritische Schälfestigkeiten von etxra 110 bis 150 g/cm Breite bei einer Temperatur von 22,8°G bevorzugt.

ψ Das erfindungsgemäße Petroleumwachs hat einen

Schmelzpunkt von etwa 49 bis 88 C, vorzugsv/eise von etwa 54 bis 66⁰C. Das petroleumwachs wird zur Modifizierung der Adhäsionskraft des Polypropylens verwendet, um die geeignete Schälfestigkeit zu erhalten. Wenn Poly propylene mit höherem Molekulargewicht, wie vorstehend beschrieben, verwendet werden, wird mehr Petroleumwachs

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verwendet. Dps Lae'ns v-ird so gewühlt, daß es mit dem verwendeten Polypropylen verträglich ist. In der Regel sind V/achse mit einem höheren !'olekulargewicht und daher mit höherem Schmelzpunkt mit den Polypropylenen rait höherem Holekulargewicht verträglich. Die rienge des im Klebstoff enthaltenen V.'achses beträgt etwa 25 bis 75 ^₃ vorzugsweise kO bis 60*;, insbesondere 50 %_y des Klebstoffs. Bevorzugt werden Paraffinwachse. Es können auch mikrokristalline Wachse verwendet werden, was sogar wünschenswert ist, weil sie anstelle von Paraffinwachsen das Verhältnis der Viskosität zur Bindefestigkeit erhöhen. So kann man einen Klebstoff erhalten, der sowohl eine akzeptable Bindefestigkeit als auch eine tonstante Viskosität aufweist, auch wenn man Polypropylene verwendet, deren Viskosität sehr unterschiedlich ist. Dies ist von großer Wichtigkeit, da der Klebstoff in der Regel in geschmolzener Form angewendet wird.

Der erfindungsgemäße Klebstoff kann auch kleine Mengen anderer £es1aidteile enthalten. Beispielsweise· ist es, um die Viskosität zu verbessern, wenn"der Klebstoff geschmolzen viird, und um die Klebrigkeit des Klebstoffes gegenüber metallischen Oberflächen zu vermindern, wünschenswert, etwa 5 bis etwa 15 % eines im wesentlichen kristallinen Poly^_ olefins oder Olefincopolymeren mit einem Schmelzindeχ von etwa 1 bis etwa 10 zuzusetzen. Zu den Olefinen und Olefincopolymeren gehören beispielsweise kristallines, zur Folienherstellung geeignetes Polypropylen, Polyäthylen und Äthylenvinylacetat, Polyäthylen, z.B. kristallines, zur Folienherstellung geeignetes Polyäthylen wird bevorzugt.

Von den Polyäthylen-haltigen Gemischen werden solche mit einem Gehalt an amorphem Polypropylen von etwa UQ bis etwa 50 U₉ vorzugsweise etwa kj> bis etwa k'J Z, und einem Polyäthylengehalt von etwa 8 bis etwa 12 % bevorzugt.

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IJie in der Technik bekannt ist, sind auch kleine Mengen an Antioxidantien wünschenswert.

Beispiel 1:

Zur Herstellung des Klebstoffs vjurden k^k g amorphes Polypropylen (Eastobond M-5L, Hartfelsprodukt der Eastman Chemical Products Inc.) mit einer Schmelzvickosität bei 190⁰C von etwa 3 000 und 454 kg eines vollständig raffinierten Paraffinwachees (vollständig raffiniertes Paraffinwachs IJr. III5, Handelsprodukt der A.rco Chemical Co.) mit einem Schmelzpunkt von etwa 66 C geschmolzen und vermischt. Der Klebstoff hatte bei 116 C eine Viskosität von etwa I36O Centipoise (Brookfield Spindel Hr. 3 bei 20 UpM) und einen Schmelzpunkt von etwa 89⁰C. Der Klebstoff hatte bei 23⁰C eine kritische Abschälfestirgkei-t von etwa I30 g/cm Breite.

Der Klebstoff wurde auf 110⁰C erhitzt und auf eine geprägte Polyäthylenfolie einer Dicke von ca. 0,076 ram und einer Dichte von etwa 0,95 g/ccm in einem Verhältnis von 0,0023 g/cm Sicke (0,006 g/per linear inch of bead) aufgebracht. Die Klebefuge wurde anschließend hergestellt, indem eine absorbierende Einlage wie sie in der USA-Patentschrift 3 I80 335 beschrieben ist, mit dem Klebstoff in Verbindung gebracht wurde. Die Endstruktur entsprach der in diesem Patent beschriebenen VJindel. Die umhüllende Oberschicht der Päservlieseinlage bestand •aus einem mit Rayonfaser kardierten Gewebe, das mit einem Acrylharz (Rhoplex KA-8, Handelsprodukt der ROKM & HAAo)

verbunden war. Dac Grundgewicht betrug 21,52 g/m". Die erhaltene Bindung hatte eine Schälfestigkeit in Pachtung der Sicke (bead) von etwa 11,81 g/cm und in Querrichtung eine Festigkeit von 88,58 g/cm.

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Die Folyäthylenfolie v/urde auch mit sich selbst verklebt j indem der in diesem Beispiel beschriebenen Klebstoff auf den Teil der VJindel aufgebracht wurde, der nicht mit der Einlage bedeckt war.

i)ie dieaen klebstoff enthaltende Windel eignet sich für den beabsichtigten Verwendungszweck.

Alle hierin angegebenen Teile, Prozente und Verhältnisse beziehen sich, wenn nichts anderes angegeben,auf das Gewicht.

ϊ/ird in dem vorstehenden rJeispiel die Polyäthylenfolie durch eine Polypropylenfolie mit den gleichen Größenordnungen ersetzt, so v/erden hinsichtlich des Zusammenhaftens der Einlage und der Polypropyilenschic-ht im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt.

Wird in dem vorstehenden Beispiel statt der beschriebenen i^v.inlage ein Celluloseschwamm, ein Polyurethanschaumstoff, Baumwollwatte oder stark kreppartige Papierwatte verwendet, werden hinsichtlich des Zusammenhaftens der Einlage und der Polyäthylenfolie im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt.

Wenn in den vorstehend aufgeführten Beispielen das amorphe Polypropylen entweder durch (1) ein kristallines, zur Folienherstellung geeignetes Polyäthylen mit einem Schmelzindex im Bereich von 1 bis 10, z.B. Tenite C-10-Polyäthylen (Hersteller: Eastman Chemical Products, Inc.), (2) ein kristallines, zur Folienherstellung geeignetes Polypropylen mit/einem Schrnelzindex von etwa 6 oder (3) ein kristallines, zur Folienherstellung geeignetes iithylenvinylacetat mit einem Schmelzindex von etwa 6 in solcher Menge ersetzt vrird, daß etwa 10 % Polyäthylen, Polypropylen oder Ä'thylenvinylacetat im fertigen Klebstoff enthalten sind, so werden hinsichtlich des Zusammen-_ haftena der einlage und der Polyäthylenfolie und hinsichtlich

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einer verbesserten Viskosität mit dem geschmolzenen Klebstoff bei einer Verminderung der Klebrigkeit des KLebatoffes gegenüber Pietall im wesentlichen äquivalente Ergebnisse erzielt.

Der Schmelzindex v.drd als iiaase in g des innerhalb von 10 Min. durch eine Düse mit einem Durchmesser von O₃ 2 crn und einer Länge von O₃SO cm bei 19O⁰C mit einem in einem Zylinder mit einem Durchmesser von Q,95 cm und unter einer Belastung von 2160 g arbeitenden Kolben extrudierten Polymeren definiert; vgl, ASTI-i-Bezeichnung: d-1238-c2t₅ Book of ASTM standards with. related material, Teil 2β und 27 (19^5) und b.s. 2782: Teil 1: 1965, Verfahren 105 c.

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Claims

2U1988 Patentansprüche:

1. Gebrauchsgegenstand, insbesondere als Viindel zum einmaligen Gebrauch, der zumindest eine Plastikfolie und zumindest eine absorbierende Einlage umfasst, die. mittels eines Klebstoffs miteinander verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff vorwiegend aus amorphem Polypropylen und einem Petroleumwachs besteht_} wobei das Verhältnis von Polypropylen zu VJachs etwa 1:3 bis 3:1 ist.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Polyäthylenfolie umfasst, die mit einer absorbierenden Einlage mittels eines in Anspruch 1 definierten Klebstoffes verklebt ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das amorphe Polypropylen bei 190⁰C eine Schmelzviskosität von etva 1000 bis 10 000 Centipoise hat, und das Paraffinwachs einen Schmelzpunkt von etwa 49 bis 88°C aufweist.

H. Gegenstand nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet, daß das Polypropylen bei 190⁰C eine Schmelz-Viskosität von etwa 2000 bis etwa 8000 hat, und das Paraffinwachs einen Schmelzpunkt von etwa 54 bis 66 C aufweist.

5. Gegenstand nach Anspruch 3₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Htenge des in dem Klebstoff enthaltenen

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Paraffins etwa 40 bis 60 % und die Menge des in dem Klebstoff enthaltenen Polypropylen etwa 40 bis 60 % beträgt-r

6. Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennächnet, daß die Schälfestigkeit der' Bindung etwa 3₃937 bis 27,56 g/cm beträgt.

7. Gegenstand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schälfestigkeit etwa H₃81 bis 15,75 g/cm beträgtv

8. Gegenstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff eine kritische Abschälfestigkeit von etwa HO bis 150 g/cm Breite bei 22,8°C auf v/eist.

9· Gegenstand nach Anspruch 3, bestehend aus einem Polyäthylenfilm und einem Rayonfaservlies.

10. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff etwa 5 % bis etwa 15 % eines im wesentlichen kristallinen Polyolefins oder Olefincopolymeren mit einem Schmelzindex von etwa 1 bis etwa 10 enthält.

ρ 11. Gegenstand nach Anspruch IQ, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin Polyäthylen ist.

12. Gegenstand nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet₃ daß das Polyäthylen in einer Menge von etwa 3 % bis etwa 12 ^vorliegt.

Für: The Procter & Gamble Company

Rechtsanwalt

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