DE68923587T3

DE68923587T3 - Mehrschichtigen Polymerfilm enthaltendes Verbraucherprodukt

Info

Publication number: DE68923587T3
Application number: DE68923587T
Authority: DE
Inventors: James Clark Baird
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1989-06-15
Publication date: 1999-12-16
Anticipated expiration: 2009-06-16
Also published as: JPH02243336A; DE68923587T2; EP0347745A3; GR3030841T3; CA1319480C; EP0347745A2; ATE125489T1; EP0347745B2; US5006394A; ES2075013T5; ES2075013T3; MX169827B; EP0347745B1; JP2950852B2; KR900000195A; KR960010135B1; DE68923587D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft polymere Folien mit einem oder mehreren Füllstoffen und betrifft insbesondere mehrschichtige Folien, die hohe Konzentrationen an Füllstoffen aufweisen. Die Füllstoffe können Trübungspigmente oder Weißpigmente umfassen. Diese Folien sind zur Verwendung in Handelsartikeln, welche aus Windeln, Inkontinenzartikeln, Monatshygienekissen und Slipeinlagen ausgewählt sind, geeignet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine polymere mehrschichtige Folie mit einem hohen Prozentsatz an Pigmenten oder anderen Füllstoffen. Pigmente werden oft zu einer dünnen polymeren Folie zugesetzt, um die Opazität zu erhöhen, die Folie weiß zu machen oder auf andere Weise die optischen Eigenschaften der Folie zu verändern. Andere Füllstoffe werden zu polymeren Folien zugesetzt, um Masse zu erhöhen oder sonst die Kosten der Folie herabzusetzen. Ein Problem, das mit dem Zusatz großer Mengen an Füllstoffen zu einer polymeren Matrix verbunden ist, ist die negative Wirkung auf Materialeigenschaften, wie etwa Reißfestigkeit, Zugfestigkeit und Weichheit, die häufig auftritt. Die nachteilige Wirkung auf Materialeigenschaften beschränkt oft den Prozentgehalt, oder die Konzentration an Füllstoffen, wie etwa von Trübungspigmenten und Weißpigmenten, die zu einer polymeren Folie zugesetzt werden.
Zum Beispiel lehrt das US-Patent 4,521.437, erteilt an Storms am 4. Juni 1985, daß Pigmentbeladungen, die auf 15 Gew.-% beschränkt sind; ohne nachteilige Beeinflussung der Materialeigenschaften der Folie erhalten werden können. Das US-Patent 3,154.461, erteilt an Johnson am 27. Oktober 1964, lehrt eine polymere Folie, die bis zu 25 Gew.-% Partikelmaterial enthält. Diese Lehre erfordert jedoch außerdem eine biaxiale Reckung der Folie bei einer Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur zweiter Ordnung des Polymers, um Opazität zu bewirken. Das US-Patent 3,900.670, erteilt an Ikeda et al. am 19. August 1975, offenbart eine mehrschichtige Folie, die 26-50 Gew.-% Füllstoffe aufweist. Jedoch auch diese Literaturstelle verlangt biaxiale Reckung, um Opazität als eine Folge von Hohlraumbildung innerhalb der Folie zu erzeugen.
Die Opazität und Weißheit einer dünnen Folie sind daher durch die Konzentrationen von Trübungspigmenten und Weißpigmenten, die zu einer Folie zugesetzt worden sind, beschränkt. Die Reckung der Folie zur Hervorru fung von Opazität erfordert für das Herstellungsverfahren einen zusätzlichen Schritt, der sich in erhöhten Kosten niederschlägt.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, eine dünne lichtundurchlässige Folie herzustellen, die hohe Konzentrationen an Pigmenten oder anderen Füllstoffen aufweist und die weiß gemacht werden kann. Es ist auch ein Ziel dieser Erfindung, eine Folie herzustellen, die aufgrund der hohen Konzentrationen an Pigmenten oder anderen Füllstoffen keine deutlich verschlechterten Materialeigenschaften aufweist. Es ist weiters ein Ziel dieser Erfindung, eine Folie herzustellen, die keine Reckung als Teil des Herstellungsverfahrens notwendig macht.
Die Erfindung ist ein Handelsartikel, welcher eine von Hohlräumen freie polymere mehrschichtige Folie, wie sie in Anspruch 1 zitiert ist, eine von Hohlräumen freie mit Öffnungen versehene polymere mehrschichtige Folie wie in Anspruch 2 umfaßt, und ein Verfahren zur Herstellung einer von Hohlräumen freien mit Öffnungen versehenen polymeren mehrschichtigen Folie nach Anspruch 11.
Die Erfindung betrifft eine polymere mehrschichtige Folie, welche von Hohlräumen frei ist, die mindestens eine im wesentlichen aus einem polymeren Material bestehende Grundschichte, die nicht mehr als 15 Gew.-% Füllstoffe enthält, und mindestens eine füllstoffhaltige polymere Schichte, die im wesentlichen kontinuierlich mit der genannten Grundschichte verbunden ist, umfaßt. Die füllstoffhaltige Schichte weist von 15-60 Gew.-% Füllstoffe im wesentlichen gleichmäßig darin verteilt auf und hat eine Dicke, die 20% der Gesamtdicke der genannten mehrschichtigen Folie nicht übersteigt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Obwohl die Beschreibung mit Ansprüchen abschließt, die die Erfindung besonders hervorheben und unterscheidend beanspruchen, wird angenommen, daß dieselbe anhand der folgenden Beschreibung besser verstanden werden wird, die gemeinsam mit den angeschlossenen Zeichnungen zu nehmen ist, worin die gleichen Teile die gleichen Bezugsziffern aufweisen und ähnliche oder analoge Teile Bezugsziffern mit der gleichen letzten Stelle aufweisen.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der mehrschichtigen Folie der vorliegenden Erfindung mit einer Grundschichte und einer füllstoffhaltigen Schichte;
Fig. 2 ist einer Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der mehrschichtigen Folie der vorliegenden Erfindung, die eine mittlere füllstoffhaltige Schichte zwischen zwei äußeren Grundschichten aufweist; und
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung mit einer mittleren Grundschichte zwischen zwei äußeren füllstoffhaltigen Schichten.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt die Erfindung eine von Hohlräumen freie polymere mehrschichtige Folie 20 mit mindestens zwei Schichten und einer Gesamtdicke von in der Regel weniger als etwa 0,25 mm (0,01 Inch). Eine erste Schichte 22, die Grundschichte, macht im wesentlichen 80 bis 95 Prozent der Dicke der mehrschichtigen Folie 20 aus und ist aus üblichen polymeren Materialien hergestellt. Die mehrschichtige Folie 20 weist auch eine zweite Schichte 24 auf, die den Rest, weniger als 20 Prozent, der Dicke der Folie 20 ausmacht und einen hohen Prozentsatz an Füllstoffen 26 enthält.
Es ist wesentlich, daß die Grundschichte 22 im Verhältnis zur mehrschichtigen Folie 20 dick ist, wobei sie von 80 bis 95 Prozent der Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 20 ausmacht und vorzugsweise mindestens neun Zehntel der Dicke der mehrschichtigen Folie 20 umfaßt, sodaß die Materialeigenschaften der Grundschichte 22 im wesentlichen die Materialeigenschaften der mehrschichtigen Folie 20 bestimmen. Indem die Grundschichte 22 im Verhältnis zur mehrschichtigen Folie 20 dick gehalten ist, nähern sich die Materialeigenschaften der mehrschichtigen Folie 20 denen der Grundschichte 22 an und werden durch die Anwesenheit von Füllstoffen 26 in der zweiten Schichte 24 im wesentlichen nicht nachteilig beeinflußt.
Das für die Grundschichte 22 ausgewählte Material muß maschinell bearbeitbar und zur Formung zu einer Folie geeignet sein. Besondere Aufmerksamkeit sollte den Eigenschaften nach der endgültigen Bearbeitung, inklusive Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und anderen durch die Anwendung bedingten Eigenschaften, geschenkt werden. Wenn die Folie 20 in Konsumprodukten verwendet werden soll, die den menschlichen Körper berühren, muß die Folie 20 auch weich und für Haut- oder anderen Humankontakt sicher sein. Bevorzugte polymere Materialien umfassen Polyolefine, insbesondere Polyethylen, Polypropylene und Copolymere mit mindestens einem olefinischen Bestandteil. Andere Materialien, wie etwa Polyester, Nylon-Arten, Copolymere derselben und Kombinationen beliebiger der vorhergehenden Substanzen können ebenso geeignet sein.
Gewünschtenfalls können übliche Mengen von Weißmachern (nicht gezeigt), in der Regel 1 bis 15 Gew.-%, zu der polymeren Matrix der ersten Schichte 22 zugesetzt werden, um deren Opazität zu steigern. Der Prozentsatz an Weißmachern, wie etwa Titandioxid und Kalziumcarbonat, ist durch die Materialeigenschaften der ersten Schichte 22 und durch die Anwendung, bei welcher die Folie 20 eingesetzt wird, beschränkt. Wird zum Beispiel die mehrschichtige Folie 20 der Erfindung in einer Windel oder einem Monatshygienekissen verwendet, führt eine erste Schichte 22, die Füllstoffgehalte über etwa 10 Gew.-% aufweist, zu einer mehrschichtigen Folie 20, die sich unangenehm und rauh anfühlt, wenn sie an die Haut angelegt wird.
Gewünschtenfalls kann die erste Schichte 22 anstelle von Weißpigmenten gefärbte Pigmente enthalten. Wenn eine erste gefärbte Pigmentierung in der ersten Schichte 22 und eine weiße oder eine zweite gefärbte Pigmentierung in der zweiten Schichte 24 verwendet werden, wie im folgenden beschrieben wird, ist es möglich, eine dünne Folie 20 herzustellen, bei der jede Seite eine unterschiedliche Farbe aufweist.
Die zweite Schichte 24, oder die polymere füllstoffhaltige Schichte, umfaßt eine polymere Matrix und hohe Konzentrationen an Pigmenten oder anderen maschinell bearbeitbaren Füllstoffen 26. Materialien, die für die zweite polymere Matrix geeignet sind, umfassen Polyolefine, wie etwa Polyethylene und Polypropylene, und Copolymere, die mindestens einen olefinischen Bestandteil aufweisen. Andere Materialien, wie etwa Polyester und Nylon-Arten, Copolymere derselben und Kombinationen von beliebigen der vorhergehenden Substanzen, können geeignet sein. Da eine flexible und elastische Matrix wünschenswert ist, um die hohen Konzentrationen an Füllstoffen 26 aufzunehmen, funktioniert ein relativ weicheres Material, wie etwa Ethylenvinylacetat-Copolymer, gut.
Um Opazität, Weißheit oder Färbung der zweiten Schichte 24 zu verursachen, können 15 bis 50 Gew.-% Pigmentfüllstoffe 26 zugesetzt werden. Da oft eine Folie 20 erwünscht ist, die zusätzlich dazu, daß sie lichtundurchlässig ist, auch weißlich aussieht, insbesondere wenn eine solche Folie 20 in wegwerfbaren Konsumprodukten, wie etwa Monatshygienekissen, Windeln, etc. verwendet wird, kann ein Weißpigment, wie etwa Titandioxid oder Kalziumcarbonat, ausgewählt werden. Um ein mattes Oberflächen-Finish zu erreichen oder eine Blockierung der mehrschichtigen Folie 20 zu verhindern, kann in der zweiten Schichte 24 ein Siliziumdioxid-Füllstoff eingesetzt werden. Etwa 50 Gew.-% Füllstoffe 26, die im wesentlichen zu gleichen Teilen zwischen zwei Füllstoffarten aufgeteilt sind, von denen eine ein Pigment ist, erwiesen sich als gut funktionierend. Zum Beispiel ergibt eine zweite Schichte 24 aus Ethylenvinylacetat-Copolymer mit etwa 25 Gew.-% Titandioxid- und etwa 25 Gew.-% Siliziumdioxid-Füllstoffen eine Folie mit einer weißen matten Oberfläche. Andere verwendbare Füllstoffe 25 umfassen gefärbte Pigmente, wie etwa Ruß, etc. Zur Verstärkung der mehrschichtigen Folie 20 können faserige Füllstoffe, wie etwa Rayon, zur zweiten Schichte 24 zugesetzt werden.
Durch Nutzen von lichtbrechenden Füllstoffen 26, die einen Brechungsindex aufweisen, der sich von dem der polymeren Matrix der zweiten Schichte 24 unterscheidet, kann eine weiße undurchsichtige Folie 20 erhalten werden, ohne daß die Folie 20 als Teil des Herstellungsverfahrens gereckt werden muß. Die Pigmentierung der zweiten Schichte 24 ergibt sich durch die Streuung von Lichtstrahlen, die durch die Füllstoffe 26 gebrochen werden, und nicht als Folge der durch Recken der Foie 20 geschaffenen Hohlräume. Titandioxid, Kalziumcarbonat und Siliziumdioxid arbeiten gut im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Polymeren, um durch Lichtbrechung Weißfärbung und Trübwerden zu verursachen.
Die zweite Schichte 24 ist im Verhältnis zur Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 20 relativ dünn und macht von 5 bis 20 Prozent der Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 20, vorzugsweise nicht mehr als 10 Prozent der Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 20, aus. Dieses Verhältnis der Schichten ist wesentlich um zu verhindern, daß die zweite Schichte 24 die Ursache dafür ist, daß die mehrschichtige Folie 20 eine übermäßig spröde oder zerreißbare Natur aufweist. Auch wenn die zweite Schichte 24 in Kontakt mit der Haut gebracht werden soll, wird mehr Komfort erreicht, wenn die zweite Schichte 24 an eine nachgiebigere erste Schichte 22 von im wesentlichen größerer Dicke angefügt wird. Indem die zweite Schichte 24 relativ dünn im Verhältnis zur gesamten mehrschichtigen Folie 20 gehalten wird, werden die erwünschten Materialeigenschaften der ersten Schichte 22 im wesentlichen beibehalten.
Es ist notwendig, daß die Dicke der zweiten Schichte 24 mit der Partikelgröße und dem Prozentsätzen beliebiger Füllstoffe 26, die zu der zweiten Schichte 24 zugesetzt wurden, abgestimmt wird. Obwohl die zweite Schichte 24 spröd ist und leicht durch die hohen Konzentrationen an Füllstoff 26 zu zerreißen ist, sollten die Füllstoffpartikel 26 nicht so groß oder sollte die zweite Schichte 24 nicht so dünn sein, daß die Partikel 26 nicht vollständig von dem polymeren Material der zweiten Schichte 24 umfaßt sind oder durch die Oberfläche der zweiten Schichte 24 herausragen, da sonst die Füllstoffpartikel 26 aus der polymeren Matrix herausgerissen werden können und nicht die gewünschten Funktionen der Bewirkung von Undurchsichtigkeit, Pigmentierung, Blockierungsverhinderung, Verstärkung etc. erfüllen können. Füllstoffe 26 mit einer mittleren Partikelgröße von etwa 0,5 bis 8 um sind in der Regel geeignet.
Die Dicke der zweiten Schichte 24 bestimmt auch die Menge der Gewichtsprozente von Füllstoffen, die zu der zweiten Schichte 24 zugesetzt werden können. Während bei der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie 20 Füllstoffkonzentrationen über 60 Gew.-% möglich sind, müssen die Füllstoffkonzentrationen niedrig genug sein um zu ermöglichen, daß die Partikel 26 über die polymere Matrix der zweiten Schichte 24 vollständig verteilt sind und nicht in einer festen, relativ kontinuierlichen Weise zwischen der Grenzfläche mit der ersten Schichte 22 bis zur äußeren Oberfläche der zweiten Schichte 23 angehäuft sind. Füllstoffkonzentrationen von weniger als 15 Gew.-% sind ebenso machbar, erfordern im allgemeinen jedoch nicht die mehrschichtige Folie 20 dieser Erfindung. Folien mit Füllstoffkonzentrationen von weniger als 15 Gew.-% können in der Regel durch in der Fachwelt bekannte Verfahren hergestellt werden. Es können jedoch Nachteile von Füllstoffkonzentrationen von weniger als 15 Prozent, wie etwa ein rauhes Griffgefühl, dadurch vermieden werden, daß die Folie der vorliegenden Erfindung mit einer Grundschichte 22 mit sehr niedriger Füllstoffkonzentration, die an der Haut anliegt, und einer füllstoffhaltigen Schichte 24, die von der Haut durch die Grundschichte 22 abgeschirmt ist, versehen wird.
Die zuvor beschriebenen Schichten müssen vorzugsweise in kontinuierlicher Weise vereinigt werden, um eine einheitliche mehrschichtige Folie 20 zu ergeben. Kontinuierliche Vereinigung der Schichten gewährleistet, daß die Materialeigenschaften durch die erste oder Grundschichte 22 bestimmt werden. Da die füllstoffhaltige polymere Trübungsschichte 24 durch die hohe Konzentration vorliegender Füllstoffe 26 spröd ist, ist es schwierig, die zweite Schichte 24 unabhängig herzustellen und ohne Zerreißen oder Zerteilen handzuhaben. Daher besteht ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen Folie 20 in der Koextrusion.
Es ist wichtig, daß die für die ersten und zweiten Schichten ausgewählten Polymeren kompatibel und an der anderen Schichte selbsthaftend sind, um Probleme bei der Vereinigung der beiden Schichten zu einer im wesentlichen kontinuierlichen einheitlichen mehrschichtigen Folie 20 zu verhindern. Wenn die Schichten durch Koextrusion miteinander vereinigt werden, ist es außerdem wichtig, daß die Polymeren der beiden Schichten einigermaßen aneinander angepaßte Schmelzindizes und Schmelzpunkte aufweisen.
Wenn die Schichten nicht kompatibel und selbsthaftend sind, kann eine (nicht gezeigte) Verbindungsschichte oder Kompatibilisierungsschichte zwischen die Grundschichte 22 und die zweite Schichte 24 eingelegt werden. Die kompatibilisierende oder Verbindungsschichte ist in der Regel ein Copolymer der Schichten, zwischen welche eine solche Schichte gelegt wird, und hat Eigenschaften, die zwischen denen der äußeren Schichten liegen.
Zur Koextrusion der mehrschichtigen Folie 20 der Erfindung, die zwei Schichten aufweist, werden Polymerharz-haltige Pellets der ersten Schichte 22 und 0 bis 15 Gew.-% Pellets, die Pigmente oder andere Füllstoffe enthalten, bereitgestellt und in einem Mischtrichter miteinander vermischt, bis eine im wesentlichen homogene erste Mischung erhalten wird. Zur Bildung der Zusammensetzung der zweiten Schichte 24 werden Polymerharz-haltige Pellets der zweiten Schichte 24 und 15 bis 60 Gew.-% Füllstoff-26-enthaltende Pellets 24 bereitgestellt. Die Füllstoff-26-enthaltenden Pellets können eine oder mehrere Arten von Füllstoffen 26 umfassen, inklusive Pigmente, wenn sie mit den Polymerharz-Pellets der zweiten Schichte 24 gemischt werden. Die den Füllstoff 26 enthaltenden Pellets und die Polymerharz-Pellets der zweiten Schichte 24 werden dann in einem Mischtrichter gemischt, bis die Füllstoff und Polymerharz-Pellets im wesentlichen gleichmäßig in einer im wesentlichen homogenen zweiten Mischung verteilt sind.
Die beiden homogenen Mischungen werden in getrennte Plastifizierextruder eingebracht, die mit einem Koextrusions-Beschickungsblock verbunden sind, der zur Erzielung des gewünschten Verhältnisses, in der Regel etwa 9 : 1, der ersten oder Grund-Schichte 22 zu der zweiten oder füllstoffhaltigen Schichte 24 ausgerüstet ist. Die Mischungen werden in den Plstifizierextrudern aufgeschmolzen und dann gleichzeitig durch den Koextrusions- Beschickungsblock unter Druck- und Temperaturbedingungen extrudiert, die für die ausgewählten Pellets geeignet sind, wodurch ein im wesentlichen kontinuierliches koextrudiertes mehrschichtiges Blatt mit einem Querschnitt mit einem gewünschten Verhältnis von erster Schichte 22 zu zweiter Schichte 24 erhalten wird.
Das im wesentlichen kontinuierliche mehrschichtige Blatt, das aus dem Koextrusions-Beschickungsblock austritt, wird dann in eine Folien-Ziehdüse vom Typ Kleiderbügel oder in eine andere Folien-Ziehdüse mit rechteckigem Querschnitt, die zur Aufrechterhaltung einer laminaren Strömung geeignet ist, eingebracht, um eine im wesentlichen kontinuierliche koextrudierte mehrschichtige Folie mit einer Dicke von weniger als oder gleich etwa 0,5 mm (0,02 Inch) zu ergeben. Die Verhältnisse der Schichten werden nicht verändert, wenn die mehrschichtige Folie durch die Ziehdüse extrudiert wird, und bleiben in den ausgewählten Bereichen von etwa 9 : 1.
Die im wesentlichen kontinuierliche mehrschichtige Folie wird dann auf eine rotierende Kühltrommel aufgebracht, die ein Frosten oder Kristallisation der mehrschichtigen Folie verursacht. Die rotierende Kühltrommel sollte eine Oberflächengeschwindigkeit von gleich der oder vorzugsweise größer als die der mehrschichtigen Folie aufweisen, die aus der Folien-Ziehdüse austritt, sodaß keine Anreicherung der Folie auftritt. Dieser Unterschied in den relativen Oberflächengeschwindigkeiten führt auch zu zusätzlichem Dünnerwerden oder Einziehen des Blattes zu einer Folie der gewünschten endgültigen Dicke, in der Regel weniger als etwa 0,25 mm (0,01 Inch). Nachdem die Folie die Kühltrommel verlassen hat, wird sie aufgerollt oder auf andere Arten nach Belieben gelagert. Andererseits kann die mehrschichtige Folie direkt in einen zweiten Umwandlungsprozeß eingebracht werden.
Eine Alternative zu dem vorigen System von Koextrusions- Beschickungsblock und Folien-Ziehdüse besteht darin, eine Koextrusionsdüse anstelle des Koextrusions-Beschickungsblock- und Folien-Ziehdüse-Systems zu verwenden. Eine Koextrusionsdüse erhält die im wesentlichen homogenen Mischungen aus den Plastifizier-Extrudern und koextrudiert eine mehrschichtige Folie der gewünschten Proportionen, wie zuvor beschrieben, die dann auf eine rotierende Kühltrommel aufgebracht wird.
Ein zweites Verfahren zur Herstellung der mehrschichtigen Folie dieser Erfindung ist ein koextrudierendes Folien-Blasverfahren. Zwei im wesentlichen homogene Mischungen werden nach voriger Beschreibung bereitgestellt und in Plastifizier-Extruder eingebracht, die mit einer Koextrusions- Folienblasdüse von kreisförmigem Querschnitt und mit einer ringförmigen Öffnung gekoppelt sind, die dazu vorgesehen ist, ein Verhältnis von erster Schichte 22 zu zweiter Schichte 24 im Bereich von in der Regel etwa 9 : 1 zu liefern. Die beiden homogenen Mischungen werden in den Plastifizier- Extrudern aufgeschmolzen und treten aus den Düsenlippen in Form eines kontinuierlichen vertikalen Blattes aus, das die Gestalt eines spitz zulaufenden Hohlzylinders hat, der durch Ziehrollen von der Folien-Ziehdüse weggezogen wird.
Gleichzeitig wird das Gas oder Luft durch die Folien-Ziehdüse an einer Stelle innerhalb des Hohlzylinders und in das kontinuierliche mehrschichtige Blatt geleitet, wodurch sich dieses radial ausdehnt. Wenn das kontinuierliche mehrschichtige Blatt hochsteigt, wird es gekühlt und durch Wärmeübertragung an die Umgebungsluft eingefroren. Nach dem Festwerden fällt das mehrschichtige Blatt zusammen und wird gefaltet oder aufgerollt und dann wunschgemäß aufbewahrt.
Die nach einem der beiden vorgenannten Verfahren hergestellte Folie kann durch Ziehen einer solchen Folie gegen ein Formungssieb mit Hilfe von Vakuum und Führen eines Luft- oder Wasserstrahls über die nach außen ge richtete Oberfläche der Folie mit Löchern versehen werden. Solche Verfahren sind in der US-PS 4,154.240, die an Lucas et al. erteilt wurde, beschrieben. Alternativ kann die Folie mit Löchern versehen werden, bevor sie auf die Kühltrommel aufgebracht wird, wie in der US-PS 4,552.709, die an Koger, II et al. erteilt wurde, beschrieben ist.
Obwohl die vorhergehenden Beispiele des Koextrusionsverfahrens auf eine mehrschichtige Folie 20 aus zwei Schichten gerichtet sind, ist es für den Fachmann auf diesem Gebiet ersichtlich, daß es durch Zusatz einer dritten homogenen Mischung und Einstellung des Koextrusions-Beschickungsblocks oder der Folien-Ziehdüse des Plastifizier-Extruders möglich ist, eine geschichtete Struktur mit den gewünschten Verhältnissen herzustellen, wobei zwei Arten von mehrschichtigen Folien mit drei Schichten möglich sind. Eine erste Art einer mehrschichtigen Folie 120 mit drei Schichten, die in Fig. 2 dargestellt ist, hat zwei äußere Grundschichten 122. Zwischen diesen äußeren Grundschichten 122 befindet sich eine mittlere füllstoffhaltige Schichte 124, die einander gegenüberliegende erste und zweite Seiten aufweist, von denen jede Seite im wesentlichen kontinuierlich mit einer Seite einer der äußeren Grundschichten 122 verbunden ist. Ähnlich wie bei dem vorhergehenden zweischichtigen Ausführungsbeispiel 20 ist die mittlere füllstoffhaltige Schichte 124 dünn im Verhältnis zur Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 120, wobei sie von 5 bis 20 Prozent der Dicke der mehrschichtigen Folie 120 ausmacht und 15 bis 60 Gew.-% Füllstoffe 126, darin im wesentlichen gleichmäßig verteilt, enthält.
Die Grundschichten 122 umfassen in Kombination 80 bis 95 Prozent der Dicke der Folie 120 und können außerdem von 1 bis 15 Gew.-% (nicht dargestellte) Füllstoffe darin dispergiert enthalten, um die Opazität zu steigern oder Farbe oder Weißheit der Grundschichten 122 zu bewirken. Die Grundschichten 122 können gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, je nach den Erfordernissen der Anwendung. Diese dreischichtige Anordnung bietet durch Auswahl der Materialien, wie etwa Alpha-Olefin- Polymere, für die Grundschichten 122 den Vorteil, daß beide Oberflächen der mehrschichtigen Folie 120 weich, nachgiebig und bei Berührung angenehm für die Haut sind.
Eine zweite Art von mehrschichtiger Folie 220 mit drei Schichten, die in Fig. 3 dargestellt ist, hat zwei äußere füllstoffhaltige Schichten 224. Zwischen den füllstoffhaltigen Schichten 224 befindet sich eine mittlere Grundschichte 222, die einander gegenüberliegende erste und zweite Seiten aufweist, von denen jede im wesentlichen kontinuierlich mit den äußeren Schichten 224 verbunden ist. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, haben die füllstoffhaltigen Schichten 224 eine vereinigte Dicke, die relativ dünn ist im Verhältnis zu der Gesamtdicke der mehrschichtigen Folie 220. Die vereinigten Dicken der füllstoffhaltigen Schichten 224 machen von 5 bis 20 Prozent der Dicke der mehrschichtigen Folie 220 aus. Jede füllstoffhaltige Schichte 224 weist von 15 bis 60 Gew.-% Füllstoffe 226 im wesentlichen gleichmäßig darin verteilt auf. Die äußeren Schichten 224 können je nach den Anforderungen der Anwendung die gleiche Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen, inklusive der Konzentrationen und Arten von Füllstoffen 226 oder Polymeren, aufweisen.
Die mittlere Grundschichte 222 umfaßt von 80 bis 95 Prozent der Dicke der Folie 220. Es ist selbstverständlich möglich, 1 bis 15 Gew.-% Füllstoffe zu der Grundschichte 222 zuzusetzen, um deren Weißheit oder Opazität zu steigern, wobei jedoch, wenn die mittlere Grundschichte 222 an ihren beiden Seiten füllstoffhaltige Schichten 224 mit hohen Konzentrationen an Trübungspigmenten aufweist, die Grundschichte 222 im allgemeinen von den füllstoffhaltigen Schichten 224 abgedeckt sein wird und die Vorteile von beliebigen Pigmenten, die zu der Grundschichte 222 zugesetzt sind, weniger merkbar sein werden.
Die mehrschichtige Folie 220 von Fig. 3 hat den Vorteil, daß beide Oberflächen so hergestellt werden können, daß sie durch selektiven Einbau von Füllstoffen, wie etwa Siliziumdioxid, in die äußeren füllstoffhaltigen Schichten 224 eine matte Oberflächentextur aufweisen, ohne daß Prägerollen verwendet werden müssen, wie beispielsweise bei der Herstellung einer geblasenen Folie. Alternativ können die beiden Oberflächen der mehrschichtigen Folie 220 unterschiedlich in ihrem Aussehen gemacht werden, indem in jede der äußeren Schichten 224 unterschiedliche Pigmente eingebaut werden.
Es ist offensichtlich, daß modifizierte dreischichtige Strukturen mit zwei übereinander angeordneten Grundschichten und einer füllstoffhaltigen Schichte oder zwei übereinander angeordneten füllstoffhaltigen Schichten und einer Grundschichte leicht aus den Beispielen konstruiert werden können, die in den Fig. 2 bzw. 3 dargestellt sind. Außerdem sind Strukturen mit vier oder mehr Schichten möglich und die zwei- und dreischichtigen Strukturen, die zuvor beschrieben wurden, können miteinander kombiniert werden, um Strukturen mit mehrfachen Schichten zu ergeben. Jedoch stimmen die Materialeigenschaften, Opazität und Bearbeitung solcher mehrschichtigen Strukturen im wesentlichen mit den zuvor beschriebenen überein.
Beispielhafte, nicht beschränkende Verwendungsangaben (nicht gezeigt) für die mehrschichtigen Folien gemäß dieser Erfindung umfassen Windeln, Inkontinenzprodukte für Erwachsene, Monatshygienekissen und Slipeinlagen.
Ein Monatshygienekissen oder eine Slipeinlage kann dadurch hergestellt werden, daß zwei Blätter der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie 20, von denen eines unter Anwendung bekannter Verfahren mit Öffnungen versehen wird, bis es etwa 25 Prozent offene Fläche aufweist, und als Deckblatt bezeichnet wird, sowie eines nicht mit Öffnungen versehen ist, das als Rückenblatt bezeichnet wird, bereitgestellt werden, wobei jedes Blatt Dimensionen von etwa 20,3 · 7,6 cm (8 Inch · 3 Inch) aufweist. Die Blätter können gemäß beliebigen der zuvor beschriebenen Material- und Füllstoffkombinationen hergestellt werden. Eine Kombination, die als gut funktionierend befunden wurde und Flecken abdeckt und für den Träger angenehm ist, ist eine etwa 0,025 mm (0,001 Inch) dicke mehrschichtige Folie 20, die eine erste Schichte 22 aus Polyethylen niedriger Dichte, worin etwa 4 Gew.-% Titandioxid- Weißmacher dispergiert sind, und eine zweite Schichte 24 aus Ethylenvinylacetat-Copolymer, in der etwa 25 Gew.-% Siliziumdioxid und etwa 25 Gew.-% Titandioxid dispergiert sind, aufweist. Die Grundschichte 22 umfaßt ungefähr neun Zehntel der gesamten Dicke der mehrschichtigen Folie 20 und die füllstoffhaltige opazifierende Schichte 24 umfaßt etwa ein Zehntel der gesamten Dicke der mehrschichtigen Folie 20. Es wird auch ein absorbierender Kern, wie etwa zerkleinerter Zellstoff oder Tissue-Wattierung, mit einander gegenüberliegenden Flächen und Dimensionen von etwa 17,8 · 5,1 · 0,6 cm (7 · 2 · 0,25 Inch) verwendet.
Das Deckblatt und das Rückenblatt werden aufeinander abgestimmt an einander gegenüberliegende Seiten des absorbierenden Kerns aufgebracht und dann zur Umschließung des Kerns so herumgelegt, daß das Deckblatt und das Rückenblatt an einander gegenüberliegenden Seiten des absorbierenden Kerns befestigt oder auf andere Weise damit verbunden sind. Die durch die Verbindungsstellen von Deckblatt und Rückenblatt gebildeten Nähte werden unter Verwendung beliebiger bekannter geeigneter Einrichtungen gesiegelt, inklusive durch Klebstoff-Bindung, Ultraschall-Schweißung oder Kräuselung, wobei die entstehende Naht flüssigkeitsdicht sein muß. Eine Slipeinlage wird im wesentlichen in gleicher Weise hergestellt, obwohl die Größe des absorbierenden Kerns wunschgemäß geringer ist, um geringere Mengen von Vaginalausscheidung aufzunehmen. Dementsprechend werden die Größen des Deckblatts und des Rückenblatts reduziert.
Nach dem Zusammensetzen eines Monatshygienekissens oder einer Slipeinlage nach voriger Beschreibung wird diese in der Unterwäsche der Trägerin so eingesetzt, daß die mit Löchern versehene mehrschichtige Deckblatt- Folie 20 zur Haut gerichtet ist und die nicht mit Löchern versehene mehrschichtige Rückenblatt-Folie 20 zu der Unterwäsche gerichtet ist. Vaginalaus scheidung oder Menses wird auf das mit Öffnungen versehene Deckblatt abgelegt werden und zum absorbierenden Kern fließen, wo derartige Ausscheidung oder Menses im allgemeinen durch die undurchsichtige Folie gemäß dieser Erfindung abgedeckt sein wird. Die Ausscheidung oder Menses wird in dem Kern durch das Rückenblatt, das keine Löcher aufweist, zurückgehalten werden.
Eine Windel oder ein Inkontinenzprodukt für Erwachsene mit einem abosorbierenden Kern, der zwischen einem mit Löchern versehenen Deckblatt un einem nicht mit Löchern versehenen Rückenblatt eingelegt und an diesen befestigt oder auf andere Weise mit ihnen verbunden ist, kann so aufgebaut und geformt sein, daß sie bzw. es sich gemäß den Lehren des US-Patents 3,860.003, das an Buell erteilt wurde, an die Taille und die Beine des Trägers anlegt. Sowohl das Deckblatt als auch das Rückenblatt einer solchen Windel oder eines solchen Inkontinenzprodukts für Erwachsene können vorteilhafterweise aus den mehrschichtigen Folien dieser Erfindung aufgebaut sein.

Claims

1. Ein Handelsartikel, welcher aus Windeln, Inkontinenzartikeln, Monatshygienekissen und Slipeinlagen ausgewählt ist und welcher eine polymere mehrschichtige Folie, welche frei von Hohlräumen ist, umfaßt, welche aufweist:

a) mindestens eine Grundschichte, welche im wesentlichen aus einem Polymer besteht, wobei die genannte Grundschichte nicht mehr als 15 Gew.-% Füllstoff aufweist; und

b) mindestens eine füllstoffhaltige Schichte, die im wesentlichen kontinuierlich mit der genannten Grundschichte verbunden ist, wobei die genannte füllstoffhaltige polymere Schichte 15 bis 60 Gewichtsprozent Füllstoffe im wesentlichen gleichmäßig darin enthält, die genannte füllstoffhaltige Schichte eine Dicke aufweist, die 20 Prozent der Gesamtdicke der genannten mehrschichtigen Folie nicht übersteigt, und wobei die genannte Folie vorzugsweise Öffnungen aufweist.

2. Eine polymere mehrschichtige Folie, welche frei von Hohlräumen ist, umfassend:

a) mindestens eine Grundschichte, die im wesentlichen aus einem Polymer besteht, wobei die genannte Grundschichte nicht mehr als 15 Gew.-% Füllstoff umfaßt; und

b) mindestens eine füllstoffhaltige polymere Schichte, die im wesentlichen kontinuierlich mit der genannten Grundschichte verbunden ist, wobei die genannte füllstoffhaltige polymere Schichte 15 bis 60 Gewichtsprozent Füllstoffe im wesentlichen gleichmäßig darin enthält, die genannte, füllstoffhaltige Schichte eine Dicke aufweist, die 20 Prozent der Gesamtdicke der genannten mehrschichtigen Folie nicht übersteigt, und wobei

c) die genannte Folie Öffnungen aufweist.

3. Eine polymere mehrschichtige Folie nach Anspruch 1 oder 2, die eine erste und eine zweite Grundschichte umfaßt; wobei jede Grundschichte eine Seite aufweist, die im wesentlichen kontinuierlich mit einer Seite der genannten füllstoffhaltigen Schichte verbunden ist, und die genannte füllstoffhaltige Schichte zwischen den Grundschichten eingeschlossen ist.

4. Eine polymere mehrschichtige Folie nach Anspruch 1 oder 2, die zwei füllstoffhaltige polymere Schichten umfaßt, wobei die Grundschichte eine erste Seite und dieser gegenüberliegend eine zweite Seite aufweist, die genannte Grundschichte zwischen den genannten füllstoffhaltigen polymeren Schichten angeordnet ist und eine der genannten füllstoffhaltigen polymeren Schichten im wesentlichen kontinuierlich mit der genannten ersten Seite der genannten Grundschichte verbunden ist und die andere der genannten füllstoffhaltigen Schichten im wesentlichen kontinuierlich mit der genannten zweiten Seite der genannten Grundschichte verbunden ist.

5. Eine mehrschichtige Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte füllstoffhaltige Schichte Füllstoffe enthält, die aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, Calciumcarbonat, Siliziumdioxid, gefärbten Pigmenten, Filamenten und Kombinationen derselben ausgewählt sind.

6. Eine mehrschichtige Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte füllstoffhaltige Schichte Polymere enthält, die aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Copolymeren mit mindestens einem olefinischen Bestandteil, Polyestern, Nylons, Copolymeren von Polyestern und Nylons und Kombinationen derselben ausgewählt sind.

7. Eine mehrschichtige Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Grundschichte außerdem 1 bis 15 Gewichtsprozent Füllstoffe enthält.

8. Eine mehrschichtige Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten füllstoffhaltigen Schichten 5 bis 20 Prozent der Dicke der genannten mehrschichtigen Folie ausmachen.

9. Eine mehrschichtige Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Seiten der genannten mehrschichtigen Folie weiß ist.

10. Eine mehrschichtige Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiters Öffnungen aufweist.

11. Ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Folie, welche frei von Hohlräumen ist und welche als eine Folie gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche verwendbar ist, welches umfaßt:

a) Beistehen von Pellets, die ein erstes Harzpolymer enthalten, und von 0 bis 15 Gewichtsprozent pigmenthaltigen Pellets;

b) Mischen der genannten Harzpolymer enthaltenden Pellets und der genannten 0 bis 15 Gewichtsprozent pigmenthaltigen Pellets, bis eine im wesentlichen homogene erste Mischung erhalten wird;

c) Beistellen von Pellets, die ein zweites Harzpolymer enthalten, und von 15 bis 60 Gewichtsprozent füllstoffhaltigen Pellets;

d) Mischen der genannten ein zweites Harzpolymer enthaltenden Pellets und der genannten 15 bis 60 Gewichtsprozent füllstoffhaltigen Pellets, bis eine im wesentlichen homogene zweite Mischung erhalten wird;

e) Beistellen von mindestens zwei Plastifizierextrudern, die zur Erzielung eines Verhältnisses von genannter erster Mischung zu genannter zweiter Mischung von etwa 9 : 1 adaptiert sind;

f) Coextrudieren der genannten ersten und der genannten zweiten homogenen Mischung durch die genannten Plastifizierextruder zu einer im wesentlichen kontinuierlichen polymeren mehrschichtigen Struktur, die eine Grundschichte und eine füllstoffhaltige Schichte aufweist, wobei die genannte Grundschichte und die genannte füllstoffhaltige Schichte im allgemeinen in ihrer Dicke den genannten Verhältnissen von genannter erster Mischung zu genannter zweiter Mischung der genannten Plastifizierextruder entsprechen;

g) Extrudieren der genannten im wesentlichen kontinuierlichen polymeren mehrschichtigen Struktur durch eine Ziehdüse, um eine im wesentlichen kontinuierliche polymere mehr mehrschichtige Folie zu ergeben; und

h) Zuführen der genannten im wesentlichen kontinuierlichen polymeren mehrschichtigen Folie auf eine rotierende Kühltrommel, die eine Oberflächengeschwindigkeit von mindestens gleich jener der genannten mehrschichtigen Folie aufweist, wobei die genannte Kühltrommel die genannte mehrschichtige Folie gefrieren läßt und ein Dünnwerden der genannten mehrschichtigen Folie verursacht, und

i) Bilden von Öffnungen in der mehrschichtigen Folie.