DE69816800T2

DE69816800T2 - Elastischer dreidimensionaler vliesstoff

Info

Publication number: DE69816800T2
Application number: DE69816800T
Authority: DE
Inventors: Edsel Andrew HUNTOON; Garvie Mary WEBER; Allen Gordon SHAW; Kenneth Marshall BRYANT; George Mark EVERSON; Lewis Gerald CLARK; Walton Wanda JACKSON; Marie Susan VANAGE; Charles Mark JACOBS; Jean Pamela MAYBERRY; Arthur James DAVIS; Bryan Douglas COLE; Michael Stanley GRYSKIEWICZ; Louise Ann MCCORMACK; Daniel Richard PIKE; Warren Leslie COLLIER; Andrew Frank ROSCH; Richard Scott LANGE
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 2004-04-15
Also published as: KR100495298B1; AU733343B2; DE69816800D1; US5906879A; TW579396B; DE69816800T8; CA2287493A1; KR20010020376A; CN1145723C; EP0977914B1; CO5031275A1; WO1998049381A1; ZA983526B; BR9809003A; CN1336972A; EP0977914A1; AR012629A1; AU6761398A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Bikomponenten-Faser-Vlies-Material, das infolge seiner Form ebenso wie seiner Herstellungsbedingungen eine ultrahohe Elastizität zeigt. Diese Materialien sind für eine Verwendung als ein körperseitiges Einlagematerial für absorbierende Artikel für die persönliche Hygiene geeignet, die Windeln, Einlagen für Damen, Inkontinenzbekleidungsstücke und Höschen zur Sauberkeitserziehung bei Kindern als Einlagen für absorbierende Produkte für die persönliche Hygiene und als Hülle für einen absorbierenden Kern derartiger Artikel einschließen. Diese Materialien bewirken eine Trennung und Aufnahme der Faeces, eine Luftzirkulation, ein Leiten und eine Aufnahme der Menses sowie eine Flüssigkeitsverteilung und -aufnahme.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Absorbierende Artikel für die persönliche Hygiene, wie beispielsweise Damenbinden, Wegwerfwindeln, Inkontinenzhygieneeinlagen und dergleichen, werden in breitem Umfang eingesetzt, und es wurden große Bemühungen unternommen, um die Wirksamkeit und Funktionstüchtigkeit dieser Artikel zu verbessern. Dicke, flache Artikel für die persönliche Hygiene in der Vergangenheit, die sich nicht an die Form des menschlichen Körpers anpassen, und die sich nicht an die Bewegungen des Benutzers anpassen, wurden im Großen und Ganzen durch sich elastisch anpassende dreidimensionale, körpergeformte Artikel ersetzt.
Eine Windeldermatitis ist ein Hautzustand, der sich aus der längeren Berührung der feuchten, okklusiven Windeln mit der Haut des Trägers ergibt. Diese längere Berührung kann zu einer übermäßigen Befeuchtung der äußersten Hautschicht führen, wodurch die Fähigkeit der Haut verringert wird, als eine Barriere zu funktionieren. Im Ergebnis dessen ist eine Zunahme bei der Durchdringung von Reizstoffen, der Empfindlichkeit der Haut gegen eine physikalische Beschädigung und der Durchdringung der Haut durch Mikroorganismen zu verzeichnen. Die Beibehaltung eines normalen Niveaus der Befeuchtung der Haut hilft dabei, daß die Haut ihre optimalen Sperreigenschaften beibehält. Daher ist es wichtig, dass die absorbierenden Artikel für die persönliche Hygiene in einem möglichen Umfang eine übermäßige Befeuchtung der Haut verhindern, während sie Körperexsudate aufnehmen und dem Träger ein weiches, trockenes und angenehmes Gefühl verleihen.
Gegenwärtige okklusive, absorbierende Bekleidungsstücke mit flachen Einlagen halten Körperexsudate vor der Haut des Trägers zurück. Wärme und Feuchtigkeit werden an einem Entweichen aus dem Produkt infolge der eng passenden Beschaffenheit der Produktkonstruktion gehindert, um ein Austreten zu verhindern. Dieses Problem ist im Zielbereich der absorbierenden Produkte für die persönliche Hygiene am heftigsten. Die flache Einlage stellt eine große Berührungsfläche mit der Haut bereit, die als ein Weg für das Zurückführen der ungebundenen Flüssigkeit, die nicht durch den absorbierenden Kern eingeschlossen wird, zur Haut wirken kann, insbesondere, wenn das Produkt am Zielpunkt unter Druck steht, weil die flache Einlage nicht einen ausreichenden Grad an Trennung des Trägers von der ungebundenen Flüssigkeit bewirken kann. Außerdem gestatten die flachen Einlagen nicht, dass der Zielbereich des absorbierenden Produktes für die persönliche Hygiene mit der Umgebungsluft in Verbindung kommen kann, um zu gestatten, dass die Feuchtigkeit im Zielbereich ebenso wie weg vom Zielbereich verringert wird.
Zahlreiche Mittel für das Zustandebringen einer Verbindung des inneren Bereiches eines absorbierenden Produktes für die persönliche Hygiene mit der Umgebungsluft sind bekannt, die atmungsaktive Unterlagsschichten, Ausscheidungskanäle und Schenkelkanäle einschließen. Diese Verfahren leiden jedoch an einer Vielzahl von Unzulänglichkeiten, die sie weniger wirksam als gewünscht machen, um normale, nicht okkludierte Niveaus der Befeuchtung der Haut zu erhalten. Beispielsweise liefern atmungsaktive Unterlagsschichten einen Weg für das Trocknen durch die Unterlagsschicht zum Inneren des absorbierenden Produktes. Jedoch kann das feuchte Absorbens eine wirkliche Verbindung zwischen der Haut und der Umgebungsluft verhindern. Außerdem neigen die Ausscheidungs- und Schenkelkanäle durch die Unterlagsschicht dazu, dass sie entweder gegenüber der Haut okkludiert werden oder Wege für das Austreten liefern.
Weitere bekannte Verfahren schließen die Verwendung von gefalteten, absorbierenden Kernen oder Schichten unter der Einlage ein, um die Einlage zu trocknen, die die Hautberührungsschicht ist. Diese Verfahren erfordern jedoch unerwünschte Prozessoptionen und eine Wirtschaftlichkeit und gestatten tatsächlich nicht, dass die Umgebungsluft die Haut des Trägers trocknet; sie trocknen eher nur die Hautberührungsschicht. Im Ergebnis dessen besteht eine Forderung nach einem Material, das unter anderem als ein Einlagematerial für absorbierende Produkte für die persönliche Hygiene verwendet werden kann, wie beispielsweise Windeln, Höschen zur Sauberkeitserziehung bei Kindern, Inkontinenzbekleidungsstücken, Damenbinden, Binden und dergleichen, das in der Lage ist, die Feuchtigkeit im Zielbereich des Produktes und das Niveau der Befeuchtung der Haut des Trägers zu verringern.
Das EP-A-0,665,315 betrifft einen elastisch zusammendrückbaren, stoffartigen, warmgeformten Artikel aus einer Substratbahn aus bauschigen, gekräuselten Fasern, die eine Strukturfaserkomponente und eine wärmeaktivierbare Klebekomponente umfasst, wobei die Bahn zu einer gewellten oder gefalteten Struktur geformt werden kann.
Das WO-A-94 25658 betrifft einen geformten Vliesstoff und ein Verfahren zur Herstellung dieses durch Ablegen von Filamenten auf einer geformten Formgebungsfläche und Binden der Bahn, während die durch die Formgebungsfläche erteilte Form beibehalten wird.
Das WO-A-96 13319 betrifft ein Vliesfiltermedium von hoher Dichte mit autogen gebundenen, nicht gekräuselten konjugierten Fasern, wobei das Filtermedium durch Warmformen dreidimensional geformt werden kann.
Das WO-A-97 02378 betrifft einen Vliesstoff mit einem wünschenswerten Niveau des Volumens, der Elastizität und geringen bleibenden Verformung, das durch Knittern einer weiterzuverarbeitenden Bahn und Thermofixieren der Knitter erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der Anmeldung der Erfindung ist ein dreidimensionales warmgeformtes Bikomponenten-Faser-Vlies-Material, wie es im Patentanspruch 1 definiert wird. Die abhängigen Patentansprüche betreffen deren bevorzugten Ausführungen.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Vliesmaterial mit einer Elastizität, Festigkeit und stoffartigen Eigenschaften bereitzustellen.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Vliesmaterial bereitzustellen, das für eine Verwendung in einem absorbierenden Produkt für die persönliche Hygiene geeignet ist, was gestattet, dass der Zielbereich mittels Luftdurchgängen oder Kanälen mit der Umgebungsluft in Verbindung gebracht wird, um in allen Bereichen des absorbierenden Produktes für die persönliche Hygiene eine verringerte Feuchtigkeit zu bewirken.
Diese und weitere Aufgaben werden durch ein dreidimensionales warmgeformtes Bikomponenten-Faser-Vlies-Material nach Patentanspruch 1 erreicht.
Der Vorgang zur Herstellung eines dreidimensionalen elastisch zusammendrückbaren Bikomponenten-Faser-Vlies-Materials weist das Formen einer Strukturfaserkomponente und einer wärmeaktivierbaren Klebekomponente zu einer Vliesbahn mit einem Flächengewicht im Bereich von etwa 17 bis 240 Gramm pro Quadratmeter (0,5 bis 7,0 Unzen pro Quadratyard) auf. Die Vliesbahn wird auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend ist, um die wärmeaktivierbare Klebekomponente zu schmelzen, wobei die Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Strukturfaserkomponente liegt, was zur Bildung einer biegsamen Vliesbahn führt. Die biegsame Vliesbahn wird dann so geformt, dass sie eine geformte Bahn mit einer Vielzahl von Spitzen bildet, die voneinander durch Kanäle getrennt sind. Die resultierende geformte Bahn wird danach abgekühlt, um die geschmolzene wärmeaktivierbare Klebekomponente zu verfestigen, was zur Bildung des gewünschten Endproduktes führt.
Die vorangegangenen und weitere charakteristische Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungen weiter ersichtlich, die in Verbindung mit den Beispielen und Zeichnungen gelesen werden. Die detaillierte Beschreibung, die Beispiele und Zeichnungen sind nur zur Veranschaulichung, eher als dass sie den Bereich der Erfindung einschränken, der durch die als Anhang beigefügten Patentansprüche definiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a–1e sind schematische Schnittdarstellungen von gewellten dreidimensionalen warmgeformten Bikomponenten-Faser-Vlies-Materialien; 1b und 1c verkörpern Ausführungen entsprechend der Erfindung;
2a–2d sind schematische Darstellungen, die eine Schnittzeichnung eines dreidimensionalen warmgeformten Bikomponenten-Faser-Vlies-Materials in Übereinstimmung mit anderen Ausführungen dieser Erfindung zeigen; 2e veranschaulicht eine weitere Modifikation;
3a–3i sind Schnittzeichnungen von alternativen Ausführungen des dreidimensionalen warmgeformten Bikomponenten-Faser-Vlies-Materials, die diese Erfindung weiter veranschaulichen; und
4 ist eine schematische Darstellung, die ein warmgeformtes Vliesmaterial mit Spitzen und Kanälen zeigt, worin die Spitzen eingekerbt sind, um eine bessere Handhabung von viskosen Flüssigkeiten in Übereinstimmung mit einer Ausführung dieser Erfindung zu bewirken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Die bauschige Bikomponenten-Materialschicht des Vliesmaterials dieser Erfindung weist im Wesentlichen gleichmäßig verteilte Zwischenfaserbindungen auf und umfasst eine Strukturfaserkomponente und eine wärmeaktivierbare Klebekomponente. Die Klebekomponente kann als ein äußeres Klebemittel zugesetzt werden oder kann einen Teil der Fasern der Vliesbahn bilden, wie es hierin nachfolgend diskutiert wird. Geeignete Fasern für eine Verwendung bei dieser Erfindung sind gekräuselte Fasern, die gekräuselte Einkomponentenfasern, d. h., die Fasern werden aus einer homogenen Polymerzusammensetzung hergestellt, und gekräuselte Mehrkomponenten-konjugierte Fasern enthalten, d. h., Fasern, die mindestens zwei Komponentenpolymerzusammensetzungen enthalten, die deutliche Querschnitte längs im Wesentlichen der gesamten Länge der Fasern in Anspruch nehmen. Besonders geeignet für eine Verwendung bei dieser Erfindung sind gekräuselte konjugierte spinngebundene oder Stapelfasern, und am geeignetsten in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführung dieser Erfindung sind Bikomponenten-konjugierte Fasern. Von diesen Fasern sind Mehrkomponenten-konjugierte Fasern mit Komponentenpolymeren, die unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen, für die vorliegende Erfindung besonders wünschenswert, weil keine zusätzliche und äußere Klebekomponente erforderlich ist, um die Vliesbahn zu binden, wodurch der Herstellungsvorgang für die Vliesbahn vereinfacht wird.
Das Kräuselungsniveau der Fasern kann verändert werden, um der Bahn unterschiedliche Eigenschaften zu verleihen, die eine unterschiedliche Dichte, Festigkeit, Weichheit und Textur einschließen. Im Allgemeinen liefern stark gekräuselte Fasern, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebunden werden, eine bauschige, weiche Bahn. Geeignete Fasern für das Vliesmaterial dieser Erfindung weisen mindestens zwei Kräuselungen pro ausgedehntem Zoll auf, vorzugsweise zwischen etwa 0,8 und etwa 19,7 Kräuselungen pro ausgedehntem cm (etwa 2 und etwa 50 Kräuselungen pro ausgedehntem Zoll) und am meisten bevorzugt zwischen etwa 1,2 und etwa 11,8 Kräuselungen pro ausgedehntem cm (etwa 3 und etwa 30 Kräuselungen pro ausgedehntem Zoll), gemessen in Übereinstimmung mit ASTM D-3937-82. Geeignete spinngebundene Fasern und Stapelfasern für die vorliegende Erfindung weisen einen mittleren Durchmesser von etwa 5 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer auf, vorzugsweise von etwa 10 Mikrometer bis etwa 50 Mikrometer.
Der Begriff „Fasern", wie er durchgängig in dieser Patentbeschreibung und den Patentansprüchen verwendet wird, bezieht sich sowohl auf Stapelfasern als auch auf Filamente, die Endlosfasern sind. Der Begriff „spinngebundene Fasern" bezieht sich auf Fasern, die durch Extrudieren geschmolzener thermoplastischer Polymere als Filamente aus einer Vielzahl von relativ feinen, im Allgemeinen kreisförmigen Kapillaren einer Spinndüse und danach einem schnellen Strecken der extrudierten Filamente mittels eines Abzugs- oder anderen gut bekannten Streckmechanismus gebildet werden, um den Filamenten eine Molekülausrichtung und physikalische Festigkeit zu verleihen. Die gestreckten Fasern werden auf einer Aufnahmefläche in einer sehr unregelmäßigen Weise abgelegt, um eine Vliesbahn mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dichte zu bilden. Die Vliesbahn wird danach gebunden, um eine physikalische Integrität und Festigkeit zu verleihen. Vorgänge zur Herstellung von spinngebundenen Fasern und Bahnen daraus werden beispielsweise im U.S.Patent 4,340,563 und U.S.Patent 3,692,618 offenbart. Der Begriff „Stapelfasern" bezieht sich auf nichtendlose Fasern.
Stapelfasern werden mit einem konventionellen Faserspinnverfahren hergestellt und danach auf eine Stapellänge geschnitten, vorzugsweise im Bereich von etwa 2,54 cm (etwa 1 Zoll) bis zu etwa 20, 32 cm (etwa 8 Zoll). Derartige Stapelfasern werden nachfolgend kardiert, nassgelegt oder luftgelegt und danach thermisch gebunden, um eine Vliesbahn zu bilden.
Geeignete Vliesbahnen für eine Verwendung im dreidimensionalen Bikomponenten-Faser-Vlies-Material dieser Erfindung können aus konjugierten Fasern hergestellt werden, die Komponentenpolymere mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen aufweisen, so dass das Polymer mit der niedrigeren Schmelztemperatur, die Klebekomponente, geschmolzen werden kann und daher klebrig gemacht wird, während das Polymer mit der höheren Schmelztemperatur, die Strukturkomponente, die physikalische Integrität und Struktur der Vliesbahn beibehalten darf. Das geschmolzene Klebekomponentenpolymer haftet autogen an angrenzenden Fasern, insbesondere an den Berührungspunkten von Überkreuzungen. Folglich beträgt der Unterschied der Schmelztemperatur zwischen der Klebekomponente und der Strukturkomponente mindestens etwa 5°C, vorzugsweise mindestens etwa 10°C. In Übereinstimmung mit dieser Erfindung sollte bei den geeigneten konjugierten Fasern das Klebekomponentenpolymer mindestens teilweise an der Oberfläche längs im Wesentlichen der gesamten Länge der Fasern freigelegt werden. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung weisen die konjugierten Fasern von etwa 20 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% des Klebepolymers auf. In Übereinstimmung mit einer besonders bevorzugten Ausführung dieser Erfindung umfassen die konjugierten Fasern den Bereich von etwa 40 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% des Klebepolymers. Die Vliesbahn aus gekräuselten Fasern nach dieser Erfindung wird gebunden, um eine bauschige Struktur aufzuweisen, die durchgängig in der Bahn Zwischenfaserbindungen enthält. Bindungsverfahren, die für die vorliegende Erfindung nützlich sind, sollten die Temperatur der abgelegten Vliesbahn anheben, um ihre Klebekomponente zu aktivieren, ohne dass bedeutende Verdichtungsdrücke auf die Bahn angewandt werden. Das geschmolzene oder aktivierte Klebekomponentenpolymer bildet im Wesentlichen gleichmäßige Zwischenfaserbindungen durchgängig in der Bahn, insbesondere an den Berührungspunkten der Faserüberkreuzungen, wodurch eine bauschige Vliesbahn geliefert wird, die weich ist, die aber fest ist und ein hohes Niveau an Elastizität aufweist. Veranschaulichende Artikel, die bei Verwendung des Vliesmaterials dieser Erfindung hergestellt werden können, schließen absorbierende Produkte für die persönliche Hygiene und deren Komponenten ein, wie beispielsweise sich an den Körper anpassende Damenbindenhüllen über einem absorbierenden Kern, formhaltige Windelkomponenten, Inkontinenzhygieneprodukte und dergleichen.
Bindungsverfahren, die für eine Anwendung in Verbindung mit dieser Erfindung geeignet sind, schließen die Bindungsverfahren mittels Durchluft, eines heißen Ofens und eines Infrarotheizkörpers ein. Besonders bevorzugt werden die Bindungsverfahren mittels Durchluft. Die Zeit und die Temperatur des Bindungsverfahrens können verändert werden, um die Begrenzungen der ausgewählten Bindungsanlage hinsichtlich Temperatur und Geschwindigkeit auszugleichen. Es ist jedoch wichtig, dass die Kombination von Dauer und Temperatur des Bindungsverfahrens ausreichend lang und hoch ist, um so die Klebekomponente der Bahn zu schmelzen, aber nicht ausreichend lang und hoch, um so die Strukturkomponente zu schmelzen, wodurch die physikalische und dimensionale Integrität erhalten und eine Schrumpfung der Faserbahnen verhindert wird. Wenn beispielsweise Polypropylen und Polyethylen als die Komponentenpolymere für eine Vliesbahn aus konjugierten Fasern verwendet werden und ein Bindungsverfahren mittels Durchluft angewandt wird, kann die durch die Durchluftbindevorrichtung strömende Luft eine Temperatur zwischen etwa 110°C (etwa 230°F) und etwa 138°C (etwa 280°F) bei einer Geschwindigkeit von etwa 30,5–152,4 Meter (etwa 100–500 Fuß) pro Minute aufweisen, und die Verweilzeit der Bahn in der Bindevorrichtung ist wünschenswerterweise kleiner als etwa 6 Sekunden.
Eine Monokomponente, die für die vorliegende Erfindung geeignet ist, kann aus einer breiten Vielzahl von thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, die für das Bilden von Fasern bekannt sind.
Gleichermaßen können konjugierte Fasern innerhalb einer breiten Vielzahl von Kombinationen thermoplastischer Polymere gebildet werden, vorausgesetzt, dass, wie es vorangehend gezeigt wird, die ausgewählten Polymere ausreichend unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen, vorzugsweise einen Unterschied der Schmelzpunkte von mindestens etwa 10°C, und dass sie wünschenswerterweise unterschiedliche Kristallisations-, Verfestigungs- und/oder elastische Eigenschaften aufweisen. Der Unterschied der Schmelzpunkte zwischen den ausgewählten Polymeren erleichtert den wärmeaktivierten Bindungsvorgang, die Unterschiede bei den Kristallisations- und Verfestigungseigenschaften begünstigen die Faserkräuselung, insbesondere die Kräuselung durch Wärmeaktivierung von latenten Kräuselungen, und der Unterschied bei den elastischen Eigenschaften erleichtert den mechanischen Kräuselungsbildungsvorgang. Geeignete Polymere werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern, Polycarbonaten, Polystyrolen, thermoplastischen Elastomeren, Fluorpolymeren, Vinylpolymeren und Mischungen und Copolymeren davon. Geeignete Polyolefine schließen Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und dergleichen ein, sind aber nicht darauf begrenzt; geeignete Polyamide schließen Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 10, Nylon 12 und dergleichen ein, sind aber nicht darauf begrenzt; und geeignete Polyester schließen Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und dergleichen ein, sind aber nicht darauf begrenzt. Besonders geeignete Polymere für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sind Polyolefine, die Polyethylen, beispielsweise lineares Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen hoher Dichte und deren Mischungen; Polypropylen; Polybutylen und Copolymere ebenso wie deren Mischungen einschließen. Zusätzlich können die geeigneten faserbildenden Polymere thermoplastische Elastomere darin eingemischt aufweisen. Von diesen geeigneten Polymeren schließen besonders geeignete Polymere für die Strukturkomponente geeigneter konjugierter Fasern Polypropylen und Copolymere von Polypropylen und Ethylen ein, und besonders geeignete Polymere. für die Klebekomponente der konjugierten Fasern schließen Polyethylene ein, spezieller lineares Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylen hoher Dichte. Außerdem kann die Klebekomponente Zusätze für das Verbessern der Kräuselbarkeit und/oder das Absenken der Bindetemperatur der Fasern und das Verbessern der Abriebfestigkeit, Festigkeit und Weichheit der resultierenden Bahnen enthalten. Beispielsweise kann die Klebepolymerkomponente etwa 5 bis etwa 20 Gew.-% eines thermoplastischen Elastomers enthalten, wie beispielsweise ein ABA-Blockcopolymer von Styrol, Ethylen-Butylen und Styrol. Derartige Copolymere sind kommerziell verfügbar. Eine weitere Gruppe von geeigneten Zusatzpolymeren sind die Ethylenalkylacrylatcopolymere, wie beispielsweise Ethylenbutylacrylat, Ethylenmethylacrylat und Ethylenethylacrylat, und die geeignete Menge zur Herstellung der gewünschten Eigenschaften liegt bei etwa 2 Gewichtsprozent bis etwa 50 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gesamtgewicht der Klebepolymerkomponente. Noch weitere geeignete Zusatzpolymere schließen Polybutylen-Copolymere und Ethylen-Propylen-Copolymere ein.
Vliesmaterialien, die für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet sind, weisen ein Flächengewicht vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 7,0 Unzen pro Quadratyard (osy) auf, d. h., 17 bis 240 Gramm pro Quadratmeter.
Die wärmeaktivierbare Klebekomponente des Vliesmaterials dieser Erfindung kann ein äußeres Warmschmelz-Klebemittel in der Form eines Pulvers oder einer Flüssigkeit sein, das so aufgebracht oder aufgesprüht wird, dass es durchgängig in der Bahn verteilt wird. Klebemittel, die besonders für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind konventionelle thermoplastische Warmschmelz-Klebemittel, wie beispielsweise auf Polyethylen-, Polyamid-, Polyesterund Ethylen-Vinylacetat-Copolymer basierende Warmschmelz-Klebemittel, wobei die Klebemittel, wie sie vorhergehend dargelegt werden, so ausgewählt werden, dass sie eine Schmelztemperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Strukturkomponente des Materials aufweisen.
Um die Nachteile der gegenwärtigen wegwerfbaren absorbierenden Bekleidungsstücke zu überwinden, wird die Bereitstellung eines Materials gewünscht, das für eine Verwendung als eine Einlage in derartigen Bekleidungsstücken geeignet ist, die eine Verbindung des Zielbereiches und der Bereiche weg vom Zielbereich durch die Luftdurchgänge oder Kanäle mit der Umgebungsluft gestatten wird, um eine verringerte Feuchtigkeit in allen Bereichen des absorbierenden Produktes für die persönliche Hygiene zu bewirken, und um gleichzeitig geeignete absorbierende Eigenschaften zu liefern, um ein geringes Austreten im absorbierenden Produkt für die persönliche Hygiene zu bewirken, selbst wenn es dem Druck des Trägers ausgesetzt ist. Außerdem sollte das Einlagematerial einen weichen, trockenen Griff aufweisen und eine minimale ungebundene Flüssigkeit in den Hautberührungsbereichen nach dem Anfall enthalten, um das Unbehagen beim Träger und die Befeuchtung der Haut zu verringern. In Übereinstimmung mit einer Ausführung wird dem Vliesmaterial dieser Erfindung durch Zusatz eines oberflächenaktiven Stoffes eine Benetzbarkeit vermittelt.
Damit die Umgebungsluft die Haut des Trägers erreichen kann, ist das Vliesmaterial dieser Erfindung mit elastischen, knitterbeständigen, erhabenen Hautberührungsbereichen oder Spitzen und Luftdurchgängen oder Kanälen versehen, die zwischen den erhabenen Hautberührungsbereichen gebildet werden, um die gewünschten funktionellen Eigenschaften zu bewirken, einschließlich der Verringerung der Feuchtigkeit, wodurch die gewünschte Beibehaltung der normalen Befeuchtung der Haut zusammen mit dem gewünschten Absorptionsvermögen und den Behaglichkeitseigenschaften begünstigt wird. Die Struktur, die Geometrie und die Auswahl der Konstruktionsmaterialien, die das gesamte Material bilden, sind wichtige Aspekte dieser Erfindung.
Es ist ein weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Mittel für das Trennen von Faeces von der Haut des Trägers bereitzustellen, um die Reizung der Haut zu verringern. Die Trennung der Faeces von der Haut des Trägers ist in Übereinstimmung mit dieser Erfindung infolge der Fähigkeit des Vliesmaterials möglich, die Faeces in den Bereichen zwischen den erhabenen Spitzen des Materials aufzunehmen.
Das Vliesmaterial dieser Erfindung kann so konstruiert werden, dass es eine Vielzahl von Funktionen zur Flüssigkeitshandhabung durchführt. 1a–1e zeigen eine Vielzahl von Konfigurationen des Vliesmaterials, basierend auf den Rillen des Vliesmaterials. Das Material der gewellten Ausführungen, die in 1a–1e gezeigt werden, ist eine gewellte, bauschige Bikomponenten-Struktur mit einem Flächengewicht von 17 bis 240 gm^–2 (0,5 bis 7 osy). Das Material wird durch den Warmformvorgang ultraelastisch gemacht, wie hierin nachfolgend diskutiert wird. Die bevorzugte Anzahl der Rillen in Übereinstimmung mit den in 1a–1e gezeigten Ausführungen liegt im Bereich von Rille pro Zoll bis 4 Rillen pro Zoll.
Innerhalb der Spitzen 10 des gewellten Vliesmaterials in Übereinstimmung mit dieser Erfindung befindet sich eine wechselnde Komponente 12, die von der speziellen Anwendung des Vliesmaterials abhängig ist. Der Zweck dieser wechselnden Komponenten ist typischerweise, dass sie Flüssigkeiten absorbieren, die durch die obere Fläche der gewellten Schicht eintreten. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit der wechselnden Komponente, die Flaum, SAP, faserartiges SAP, Geruchskontrollelemente, Verteilungsmaterial und Schwallbewältigungsmaterial einschließen kann, kann das Material so konstruiert sein, dass es eine Flüssigkeit aufnimmt, die durch die obere Fläche des gewellten Vliesmaterials gelangt, und/oder die gesamte oder ein Teil davon zu einer noch weiteren Schicht (nicht gezeigt) trägt. Geeignete Materialien für diese wechselnde Komponente schließen Baumwollflaum, Tissue, Gewebe, Spinnkabel und insbesondere Vliesmaterialien ebenso wie deren Kombinationen ein, sind aber nicht darauf beschränkt. Mischungen von sowohl natürlichen als auch synthetischen Fasern funktionieren ebenfalls gut. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung, wie sie in 1c gezeigt wird, wird das gewellte Vliesmaterial mit seinem eigenen Konstruktionsmaterial gefüllt.
1d zeigt ein gewelltes Vliesmaterial, bei dem der Abstand zwischen den Rillen so ist, dass ein Stegbereich 13 an der Basis der Kanäle 11 geliefert wird. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführung dieser Erfindung sind die Abstände zwischen den Spitzen 10 des gewellten Vliesmaterials mindestens 0,16 cm (1/16 Zoll).
1e zeigt ein Vliesmaterial, das für Trennungen/Aufnahme von Faeces und eine Leitung/Aufnahme der Menses geeignet ist, wobei das Vliesmaterial eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 14 bildet, die die Fähigkeit des Materials verbessern, dass Körperexsudate durch die Vliesmaterialschicht zu einem Verteilungs- oder Schwallbewältigungsmaterial gelangen, das unterhalb der Vliesmaterialschicht in einem absorbierenden Produkt für die persönliche Hygiene angeordnet ist. Den Fachleuten wird klar sein, dass durch Einschließen des Zusatzes von wechselnden Komponenten 12, wie beispielsweise Flaum, SAP, faserartigem SAP, Geruchskontrollelementen, Verteilungsmaterial und Schwallbewältigungsmaterial eine Ausführung entsprechend der Erfindung gebildet wird. Außerdem ist die Bildung von Stegbereichen oder Tälern 13 auf der Basis der Kanäle 11 gleichermaßen bei dieser Ausführung anwendbar.
2a–2e zeigen alternative Ausführungen des dreidimensionalen warmgeformten Bikomponenten-Faser-Vlies-Materials, das für diese Erfindung geeignet ist. In Übereinstimmung mit dieser Ausführung liegen die Spitzen 10 in der Form von Falten vor, die durch Erzeugen einer Vielzahl von Paaren von nach innen liegenden ersten und zweiten Falten 15, 16 aus einem einlagigen Material gebildet werden, das in der Querrichtung kontinuierlich ist. Das Vliesmaterial dieser Erfindung liegt im gleichen Flächengewichtsbereich wie die gewellten Vliesmaterialien, die in 1a–1e gezeigt werden, nämlich im Bereich von 17 bis 240 gm^–2 (0,5 bis 7 osy). Außerdem ist die Faltdichte im gleichen Bereich wie die Rillendichte des gewellten Vliesmaterials, das 0,2 Falten pro cm bis 1,6 Falten pro cm (½ Falte pro Zoll bis 4 Falten pro Zoll) enthält. Wie im Fall des gewellten Vliesmaterials ist die Struktur dieser Ausführung im Ergebnis des erneuten Schmelzens der Fasern, die das Vliesmaterial umfasst, während des Warmformens ebenfalls ultraelastisch.
Ein gefaltetes Vliesmaterial in Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird in 2b gezeigt, bei dem wechselnde Komponenten 12 innerhalb der Falten angeordnet sind. Geeignete wechselnde Komponenten 12 schließen Schwallbewältigungsmaterial, Verteilungsmaterial, SAP, Flaum, faserartiges SAP, Geruchskontrollelemente, Trocknungsmittel oder andere warmgeformte Strukturen ein, sind aber nicht darauf beschränkt. In die mittleren Falten kann eine bereits warmgeformte doppelte „C"-Falte 18 oder ein „M"-gefaltetes Material 17 hinzugefügt werden, um die Elastizität des Stoffes weiter zu erhöhen. Es liegt innerhalb des Bereiches dieser Erfindung, dass nur ein Teil des Vliesmaterials dieser Erfindung warmgeformt werden kann. Beispielsweise müssen die Falten, die die Spitze 10 bilden, nicht warmgeformt werden, wo das Füllmaterial 12 tatsächlich warmgeformt ist. Alternativ können die Falten warmgeformt und das Füllmaterial nicht warmgeformt werden.
Zusätzlich zu den innerhalb der Falten angeordneten wechselnden Komponenten können aktive Teilchen 20, wie in 2d gezeigt wird, wie beispielsweise Flaum, SAM-Verteilungsmaterial und irgendeine andere Komponente, die einen Vorteil beim warmgeformten Vliesmaterial mit sich bringt, auf der Oberfläche der Spitzen 10 warmgeformt werden. Derartige Komponenten 21, wie sie in 2a gezeigt werden, können ebenfalls zwischen den Spitzen 10 angeordnet werden. Diese Systeme liefern im Wesentlichen schnellere Aufnahmegeschwindigkeiten, führen zu einem verringerten Austreten und liefern einen besseren Sitz und Behaglichkeit bei der Benutzung. Diese Systeme sind ebenfalls für die Aufnahme von Faeces geeignet.
2c zeigt eine noch weitere Ausführung des warmgeformten Vliesmaterials dieser Erfindung, bei dem die Falten 15, 16 in einer Weise hergestellt werden, die zur Bildung von im Wesentlichen halbkreisförmigen Spitzen führt. Die halbkreisförmigen Spitzen 10 dieser Ausführung sind für das Aufnehmen von Füllmaterial 12 geeignet und können am Boden 22 entweder durch Material der gleichen Art wie das für die Bildung der halbkreisförmigen Spitzen 10 verwendete Vliesmaterial oder mit einem schmelzgeblasenen oder schmelzgespritzten Material verschlossen werden, das auf die Bodenfläche in einem kontinuierlichen Vorgang gespritzt wird.
2d zeigt eine Ausführung des gefalteten Vliesmaterials, das der in 1d gezeigten gewellten Ausführung entspricht, bei der Stegbereiche oder Täler 13 zwischen benachbarten Spitzen 10 angeordnet sind. Gleichermaßen zeigt 2e eine mit Öffnungen versehene Ausführung des gefalteten warmgeformten Vliesmaterials, das für diese Erfindung geeignet ist, das der mit Öffnung versehenen Ausführung des in 1e gezeigten gewellten Vliesmaterials entspricht.
Alle in 1a–1e und 2a–2e gezeigten Strukturen des warmgeformten Vliesmaterials eignen sich für die Aufnahme von Faeces zwischen den Spitzen, d. h., sie nehmen die Faeces in den Stegbereichen 13 auf. Wenn die Spitzen 10 ausreichend nahe sind, wie beispielsweise in der in 2a gezeigten Ausführung, können die Faeces vor einem Anblick versteckt oder verborgen werden und werden für ein leichtes Reinigen und Entfernen der Windel zurückgehalten. Außerdem gestattet die Verwendung der in 2e gezeigten mit Öffnungen versehenen Ausführung das Entwässern der Faeces, wodurch die Trennung unterstützt wird. Die warmgeformten Vliesmaterialien dieser Erfindung können als eine inerte oder als eine über die volle Länge vorhandene Einlage funktionieren.
Infolge der vergrößerten Oberfläche eines Einlagematerials, das die warmgeformten Vliesmaterialstrukturen dieser Erfindung anwendet, ist eine bedeutende Verringerung des Austretens an der Seite zu verzeichnen. Die Flüssigkeit fließt in die Räume zwischen den Spitzen, wodurch die Tendenz verringert oder eliminiert wird, dass die Flüssigkeit aus der Einlage wegläuft.
Weitere dreidimensionale Formen für eine Verwendung in Verbindung mit den ultraelastischen warmgeformten Vliesmaterialien, die für diese Erfindung geeignet sind, werden in 3a–3i gezeigt. Diese Formen sind alle in der Lage, mindestens zwei der folgenden Funktionen durchzuführen: Verringerung des Austretens, Verringerung des Austretens von Faeces, Trennung der Faeces, Aufnahme der Faeces, Schwallbewältigungsfunktionstüchtigkeit und potentiell Haut-Wellness. 3a–3b zeigen eine Konfiguration des gewellten Vliesmaterials, bei dem die Rille eine Welle ist, die durch Spitzen 10 und Kanäle 11 definiert wird. Wenn diese Struktur als ein Einlagematerial genutzt wird, kann sie einen Schutz vor einem Austreten aus der Seite liefern, indem die Flüssigkeit durch Kanäle 11 geleitet wird. Die Strukturen liefern schnellere Aufnahmegeschwindigkeiten infolge der vergrößerten Oberfläche des Stoffes gegenüber dem Körper.
3b zeigt eine gewellte Wellenstruktur, bei der die Rillen konkav sind. Die größeren Rillen/Wellen auf den äußeren Rändern des Materials wirken als Barrieren gegen den Strom der Flüssigkeit und unterstützen daher das Verhindern eines Austretens aus der Seite. Außerdem kann diese Struktur ebenfalls Faeces durch die Kanäle 11 leiten. Auf diese Weise werden durch diese Ausführung mehrere Funktionstüchtigkeiten bereitgestellt. 3c zeigt eine gleiche konkave Struktur für ein konventionelleres gewelltes Material. 3d–3e zeigen Strukturen entsprechend der in 1d gezeigten Struktur, bei der Stegbereiche 13 zwischen den Spitzen 10 angeordnet sind. Die in 3 gezeigte Ausführung ist nur eine konkave Version der in 3d gezeigten Ausführung, bei der die Höhe der Spitzen 10 in Richtung der Mitte der Struktur niedriger ist, verglichen mit den äußeren Rändern der Struktur.
Eine Baumstruktur, bei der die Faeces innerhalb der Stegbereiche oder Rippen 13 eingeschlossen werden können, wird in 3f und 3g gezeigt. Das Austreten aus der Seite wird bei Urin und Faeces verringert, insbesondere, wo die „Bäume" längs der äußeren Ränder des Materials höher sind als in Richtung der Mitte des Materials.
Schließlich zeigen 3h–3i eine Schlingenstruktur, die in Abhängigkeit von der Steifigkeit verwendet werden kann, um Faeces in tiefen Kanälen innerhalb der Struktur aufzunehmen ebenso wie eine Trennung von der Haut zu bewirken. Zusätzliche funktionelle Materialien, die Flaum und SAP, Verteilungsmaterial, Geruchskontrollelemente, usw. einschließen, können innerhalb der schlingenartigen Kanäle angeordnet und abgedichtet werden, um ein vollständig absorbierendes System mit einer Faeceskontrolle und Urinaustrittskontrolle zu liefern.
In Übereinstimmung mit einer noch weiteren Ausführung, die für diese Erfindung geeignet ist, wie in 4 gezeigt wird, umfasst das warmgeformte Vliesmaterial eine Vielzahl von Spitzen 10 mit dazwischen angeordneten Kanälen 11. Die Spitzen 10 bilden eine Vielzahl von Kerben 25, wodurch eine bessere Handhabung von viskosen Flüssigkeiten bewirkt wird, beispielsweise von halbflüssigen Faeces. Die Kerben 25 gestatten in ausreichender Weise, dass die halbflüssigen Faeces in alle Kanäle 11 fließen.
Das Verfahren zur Herstellung des dreidimensionalen warmgeformten Bikomponenten-Faser-Vlies-Materials, das für diese Erfindung geeignet ist, umfasst das Bilden einer Strukturfaserkomponente und einer wärmeaktivierbaren Klebekomponente zu einer Vliesbahn mit einem Flächengewicht in einem Bereich von 17 bis 240 gm^–2 (0,5 bis 7,0 osy). Die Vliesbahn wird danach auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend ist, um die wärmeaktivierbare Klebekomponente zu schmelzen, ohne dass die Strukturfaserkomponente geschmolzen wird, wodurch die Vliesbahn biegsam gemacht wird. Die biegsame Vliesbahn wird danach geformt, um eine geformte Bahn mit einer Vielzahl von Spitzen zu bilden, die durch Kanäle voneinander getrennt sind. Die geformte Bahn wird danach abgekühlt, um die geschmolzene wärmeaktivierbare Klebekomponente zu verfestigen.
Während die hierin offenbarten Ausführungen gegenwärtig als bevorzugt betrachtet werden, können verschiedene Abwandlungen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne dass man vom Bereich der Erfindung abweicht. Der Bereich der Erfindung wird durch die als Anhang beigefügten Patentansprüche angezeigt.

Claims

Dreidimensionales warmgeformtes Bikomponenten-Faser-Vlies-Material umfassend: eine gewellte bauschige Bikomponenten-Materialschicht, die ein gewelltes Muster aus Spitzen (10) und Kanälen (11) bildet, mit einem Flächengewicht in einem Bereich von 17 bis 240 gm^–2 (0,5 bis 7,0 osy), und wobei die Bikomponenten-Schicht eine Strukturkomponente und eine wärmeaktivierbare Klebekomponente, geeignet für das Warmformen, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter wenigstens eine zusätzliche Komponente umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Flaum, SAP, faserartigem SAP, Geruchskontrollbestandteil, zusätzliche bauschige Bikomponenten-Materialien, Verteilungsmaterial und Schwallbewältigungsmaterial, wobei diese wenigstens eine zusätzliche Komponente (12, 20, 21) innerhalb der Spitzen (10) der gewellten bauschigen Bikomponenten-Materialschicht angeordnet ist.
Vliesmaterial nach Anspruch 1, wobei die Strukturkomponente ein faserbildendes thermoplastisches Polymer umfasst.
Vliesmaterial nach Anspruch 2, wobei das thermoplastische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern, Polycarbonaten, Polystyrolen, thermoplastischen Elastomeren, Fluorpolymeren, Vinylpolymeren und Mischungen und Copolymeren davon.
Vliesmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Strukturfaserkomponente aus spinngebundenen Fasern besteht.
Vliesmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Strukturfaserkomponente aus Stapelfasern besteht.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klebekomponente ein Warmschmelz-Klebemittel mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als die Schmelztemperatur einer Strukturkomponente ist.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strukturkomponente und die wärmeaktivierbare Klebekomponente Mehrkomponentenfasern sind.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine zusätzliche Komponente (12, 20, 21) ein für das Warmformen geeignetes Material umfasst.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Höhe der Spitzen (10) in einem Bereich von 1,27 cm bis 5,08 cm (½ Zoll bis 2 Zoll) variiert.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entfernung zwischen den Spitzen (10) wenigstens 0,16 cm (1/16 Zoll) beträgt.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spitzen gebildet werden, durch Falten der bauschigen Bikomponenten-Materialschicht.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Faltdichte der Falten im Bereich von 0,2 Falten bis 1,6 Falten pro cm (1/2 Falte bis 4 Falten pro Zoll) liegt.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spitzen (10) mehrere schlitz-ähnliche Öffnungen bilden.
Vliesmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche weiter umfassend einen oberflächenaktiven Stoff, wobei der oberflächenaktive Stoff dem Material Benetzbarkeit vermittelt.
Flüssigkeitabsorbierendes Einlagenmaterial umfassend das Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche.