DE60012229T2

DE60012229T2 - Atmungsfähige, flüssigkeitsundurchlässige bahn und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE60012229T2
Application number: DE60012229T
Authority: DE
Inventors: Jay Barry ANDERSON; Leon Todd MANSFIELD; Christopher George DOBRIN; Suna Polat
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: US20190142655A1; JP4804688B2; EP1246723A1; CA2386617A1; ATE270965T1; US20080228159A1; EP1246723B1; MXPA02003201A; US8158846B2; US20180104118A1; US6605172B1; WO2001023180A1; AU7833600A; US20160317366A9; US20120197225A1; US10206828B2; DE60012229D1; US20030207640A1; US7378565B2; US8541642B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte atmungsaktive Bahn und ein ökonomisches Verfahren für das vorteilhafte Modifizieren der physikalischen Eigenschaften einer Bahn für die Verwendung als eine Komponente eines absorbierenden Einwegartikels und Einwegartikel, die solche modifizierten Bahnen einschließen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Tragbare Einwegartikel, die eine innere, zum Körper weisende, flüssigkeitsdurchlässige Komponente, eine mittlere, absorbierende, Flüssigkeit haltende Komponente und eine äußere, zur Kleidung weisende, flüssigkeitsundurchlässige Komponente aufweisen, sind wohl bekannt. Artikel dieses Typs sind gemeinhin in der Form von Einwegwindeln, Einwegunterwäsche, überziehbaren Windeln und Trainingshosen, Inkontinenzpads, Inkontinenzeinlagen, Damenbinden, Slipeinlagen und dergleichen erhältlich. Solche Artikel umfassen im allgemeinen eine flexible, flüssigkeitsundurchlässige äußere Abdeckung (das ist Unterschicht), die ausgelegt ist, damit sie zwischen einer absorbierenden Komponente des Artikels und der Kleidung des Trägers angeordnet werden kann, um ein Benässen oder Verschmutzen der Kleidung des Trägers zu verhindern, wenn der Artikel verwendet wird.
Um dem Träger absorbierender Einwegartikel einen verbesserten Komfort zu liefern, ermöglichen gewisse Komponenten des Artikels, wie die Unterschicht, zusätzlich zum Vorsehen einer Undurchlässigkeit für Flüssigkeiten, wünschenswerterweise den Durchgang von Wasserdampf und vorzugsweise auch von Luft, um zu helfen, die Trockenheit aufrecht zu halten und die Feuchtigkeit neben dem Körper des Trägers zu reduzieren. Eine undurchlässige Polymerfolie, der eine Atmungsfähigkeit verliehen wurde, um ein Hindurchgehen von Luft und Wasserdampf durch die Folie zu ermöglichen, ist im US-Patent Nr. 3,156,342 mit dem Titel "Flexible Absorbent Sheet", das am 10. November 1964 an G. A. Crowe Jr. erteilt wurde, im US-Patent Nr. 3,881,489 mit dem Titel "Breathable Liquid Impervious Backsheet for Absorbent Devices", das am 6. Mai 1975 an Edward Wallace Hartwell et al. erteilt wurde, im US-Patent Nr. 3,989,867 mit dem Titel "Absorbent Devices Having Porous Backsheet", das am 2. November 1976 an James Bryant Sisson erteilt wurde, im US-Patent Nr. 4,153,751 mit dem Titel "Process for Stretching an Impregnated Film of Material and the Microporous Product Produced Thereby", das am 8. Mai 1979 an Eckhard C. A. Schwarz erteilt wurde, und im US-Patent Nr. 4,539,256 mit dem Titel "Microporous Sheet Material, Method of Making and Articles Made Therewith", das am 3. September 1985 an Gene H. Shipman erteilt wurde, beschrieben.
Die Unterschicht weist auch vorteilhafterweise zusätzlich zur Eigenschaft, dass sie für Flüssigkeiten undurchlässig und für Wasserdampf und Luft durchlässig ist, eine kleiderartige äußere Oberfläche auf, die im Vergleich zur äußeren Oberfläche einer glatten, flachen Kunststofffolie ein weicheres Anfühlen und auch eine angenehmere visuelle Erscheinung liefert. Zweilagige Unterschichten, die ein gewünschtes, mehr kleiderartiges Aussehen für solche tragbaren Einwegartikel liefern, sind auch bekannt. In dieser Hinsicht beschreibt das US-Patent Nr. 5,151,092 mit dem Titel "Absorbent Article with Dynamic Elastic Waist Feature Having a Predisposed Reslient Flexural Hinge", das am 29. September 1992 an Kenneth B. Buell et al. erteilt wurde, eine Unterschicht einer Einwegwindel, die entweder aus einem gewobenen Material, einem Nonwoven-Material, einer Polymerfolie oder einem Verbundmaterial in Form eines mit einer Folie beschichteten Nonwoven-Materials ausgebildet ist. Dieses Patent beschreibt auch den Schritt des Prägens einer Kunststofffolienunterschicht, um der Kunststofffolie ein kleiderartigeres Aussehen zu verleihen.
Fachleuten sind auch Verfahren für das Versehen eines ansonsten im wesentlichen unelastischen Materials, das als eine Unterschicht verwendet werden kann, mit einer Dehnbarkeit bekannt. Beispielsweise ist die Verwendung von Riffelwalzen, um dünne Kunststofffolien seitlich und längs zu dehnen und ihn gleichzeitig eine geriffelte Form zu geben, im US-Patent 4,116,892 mit dem Titel "Process for Stretching Incremental Portions of an Orientable Thermoplastic Substrate and Product Thereof", das am 26. September 1978 an Eckhard C. A. Schwarz erteilt wurde, im US-Patent Nr. 4,834,741 mit dem Titel "Diaper With Waistband Elastic", das am 30. Mai 1989 an Reinhard N. Sabee erteilt wurde, im US-Patent Nr. 5,156,793 mit dem Titel "Method for Incrementally Stretching Zero Strain Stretch Laminate Sheet In A Non-Uniform manner To Impart A Varying Degree Of Elasticity Thereto", das am 20. Oktober 1992 an Kenneth B. Buell et al. erteilt wurde, im US-Patent Nr. 5,167,897 mit dem Titel "Method for Incrementally Stretching A Zero Strain Stretch Laminate Sheet to Impart Elasticity Thereto", das am 1. Dezember 1992 an Gerald M. Webber et al. erteilt wurde, und im US-Patent 5,422,172 mit dem Titel "Elastic Laminated Sheet of An Incrementally Stretched Nonwoven Fi brous Sheet and Elastomeric Film and Method", das am 6. Juni 1995 an Pai-Chuan Wu erteilt wurde, beschrieben. Die Riffelwalzen, die in jedem dieser Patente beschrieben sind, werden verwendet, um ein Verfahren, das manchmal als "Ringelwalzen (ring-rolling)" bezeichnet wird, auszuführen, um das Material lokal zu dehnen und Riffeln in das Material zu formen, um ausgewählten Teilen einer Schicht oder einer Bahn, die als eine Unterschicht für absorbierende Einwegartikel dienen kann, einen größeren Grad der Dehnbarkeit zu verleihen. Solche Unterschichten können sowohl eine Polymerfolie als auch eine darüber liegende und damit in Verbindung stehende Schicht eines faserförmigen Nonwoven-Materials einschließen.
Obwohl es in den letzten Jahren wesentliche Verbesserungen am Produkt gegeben hat, die zu einer verbesserten Funktion und einer erhöhten Akzeptanz von absorbierenden Einwegartikeln beim Konsumenten geführt haben, ist es dennoch wünschenswert, ein verbessertes Material, das optimale physikalische Eigenschaften in Bezug auf die Durchlässigkeit für Wasserdampf und Luft und die Undurchlässigkeit für Flüssigkeiten aufweist, zu liefern. Zusätzlich sollte das verbesserte Material die optimalen Eigenschaften aufweisen, die insbesondere in einem absorbierenden Artikel nützlich sind, wie einen guten Flüssigkeitsaufprallwert und eine gute Luftdurchflussrate. Es ist weiter wünschenswert, dass das verbesserte Material eine weiche, kleiderartige äußere Oberfläche und eine Dehnbarkeit, die für den Komfort und den Sitz, die von absorbierenden Artikeln, die ein solches Material enthalten, geliefert wird, besitzt.
Es würde auch vorteilhaft sein, ein ökonomisches Verfahren für das Modifizieren einer vorgeformten Bahn oder eines Laminats, so dass es wünschenswerte Eigenschaften aufweist und es als eine strukturelle Komponente oder eine dehnbare Komponente eines absorbierenden Einwegartikels verwendet werden kann, bereit zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung liefert ein verbessertes Verfahren für das Modifizieren der physikalischen Eigenschaften einer Bahn bei hoher Bahngeschwindigkeit. Die Präkursor-Bahn wird zwischen mindestens einem Paar ineinander greifender Walzen hindurch geführt, um die Bahn inkrementell zu dehnen, wobei dann die zunehmend gedehnte Bahn zwischen den Walzen unter Spannung herausgezogen wird. Eine technische Verformungsgeschwindigkeit von 50 s^–1 bis ungefähr 1650 s^–1 hat sich als effektiv beim Erzielen einer modifizierten Bahn mit den gewünschten Eigenschaften erwiesen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist bei einer Temperatur, die von Umgebungstemperatur bis ungefähr 120 °C reicht, und bei einer Bahngeschwindigkeit von ungefähr 30 m/min bis ungefähr 365 m/min anwendbar.
Die modifizierte Bahn weist eine mikroporöse Struktur, die wenige große Poren und Kapillaren enthält, auf. Somit ist die sich ergebende mikroporöse Bahn für Luft oder Dampf durchlässig, aber sie wirkt als eine Flüssigkeitsbarriere unter dem Aufpralldruck, der gemeinhin durch den Träger eines absorbierenden Artikels ausgeübt wird. Insbesondere weist die mikroporöse Bahn eine gute Atmungsfähigkeit auf (wie sich das in der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate und der Luftdurchflussrate zeigt), während sie ein zufriedenstellend niedriges Auslaufen unter einem Aufpralldruck aufrecht hält. Zusätzlich kann die modifizierte Bahn eine weiche, kleiderartige Oberfläche und Dehnbarkeit für einen verbesserten Sitz und Tragekomfort aufweisen.
Die Bahnen können Folien, Nonwovens oder Verbundmaterialien aus Folien und Nonwoven-Bahnen, wie Laminate, sein. Typischerweise ist die Bahn aus thermoplastischen Materialien hergestellt, die eine Mischung aus thermoplastischen Polymeren und schaumbildenden Mitteln, wie inkompatiblen organische Materialien oder anorganische Teilchenmaterialien, sein können. Im Verfahren der zunehmenden Dehnung gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Poren bildende Mittel aktiviert, und die sich ergebende Bahn weist Poren und Kanäle (das sind miteinander verbundene Poren) durch die Dicke ihrer Struktur auf, was allgemein als eine "mikroporöse" Bahn bezeichnet wird.
Die atmungsaktive und flüssigkeitsundurchlässige Bahn der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens eine mikroporöse Folie und weist eine MVTR von mindestens ungefähr 2000 g/m²/24h, einen dynamischen Aufprallwert von weniger als ungefähr 10 g/m³, einen Blasendruck von mindestens ungefähr 45 psi und optional einen Luftdurchfluss von mindestens ungefähr 2 Liter/m²/s auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verfahrens und einer Vorrichtung für das Modifizieren einer Bahn und das Verleihen einer Atmungsfähigkeit für eine Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Paars dicht beieinander liegender Formierwalzen, von denen jede wechselnde und ineinander greifende periphere Zähne und Rillen aufweist.
3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die das gegenseitige Eingreifen der jeweiligen Zähne und Rillen der in 2 gezeigten Formierwalzen zeigt.
4 ist eine weitere vergrößerte Teilschnittansicht, die die Spitzenabschnitte der ineinander eingreifende Formierwalzenzähne mit einer Bahn eins Materials, die zwischen den Walzen angeordnet ist und sich zu den Spitzen der benachbarten Zähne erstreckt und diese kontaktiert, zeigt.
5 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Querbahnrichtung einer Bahn eines Materials, die durch ein Paar der Formierwalzen, wie sie in 2 gezeigt sind, hindurch gegangen ist.
6 ist eine perspektivische Teilansicht eines Paars dicht beieinander liegender Formierwalzen, die eine Zahn- und Rillenkonfiguration auf der Oberfläche aufweisen, wobei eine Walze gekerbte Zähne und die andere Walze nicht gekerbte Zähne aufweist.
7 ist eine Aufsicht auf das Bahnmaterial, nachdem es zwischen den Formungswalzen, die die in 6 gezeigte Zahnstruktur aufweisen, hindurch gegangen ist.
8 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines Teils der in 7 gezeigten Bahn.
9 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verfahrens und einer Vorrichtung für das Verbinden und Modifizieren eines Verbundbahnmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Teils der modifizierten Bahnoberfläche, nachdem die Bahn zwischen einem Satz von Formierwalzen, die Zähne und Rillen aufweisen, die ein rautenförmiges Muster bilden, hindurch gegangen ist.
11 ist eine perspektivische Teilansicht einer modifizierten Bahnoberfläche, die eine anderes Zahn- und Rillenmuster einer Formierwalze zeigt.
12 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines anderen Satzes von Formierwalzen, wobei die obere Walze eine unterbrochene Zahn- und Rillenkonfiguration aufweist, die gekerbte Zähne besitzt, und die untere Walze nicht unterbrochene Zähne aufweist.
13 ist eine vergrößerte, schematische Teilschnittansicht eines Abschnitts einer mikroporösen Folie, nachdem die Folie durch ein Paar Formierwalzen hindurchgelaufen ist, um der Folie eine Atmungsfähigkeit zu verleihen.
14 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung, die bei einem Verfahren für das Bestimmen des dynamischen Aufprallwertes eines Materials als eine Beurteilung für die Durchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten, wenn das Material einem Aufprall ausgesetzt wird, verwendet wird.
15 ist eine Aufsicht auf eine Einwegwindel, die strukturelle Komponenten einschließt, die eine modifizierte Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen.
16 ist eine schematische Darstellung der Bearbeitungs- und Betriebsparameter, die zur technische Umformgeschwindigkeit beitragen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf die Modifikation der physikalischen Eigenschaften und, wenn es gewünscht wird, der Abmessungen von Materialien, die in absorbierenden Einwegartikeln verwendet werden sollen, gerichtet. Nach der Modifikation kann das Material, wenn es gewünscht wird, mit anderen Materialien für ein Einfügen als funktionale und strukturelle Elemente von absorbierenden Einwegartikeln verbunden werden. Beispiele solcher Materialien umfassen Präkursor-Folien, die so ausgebildet werden, dass sie flüssigkeitsundurchlässig und atmungsfähig sind, elastische Folien, Nonwoven-Bahnen, Schäume, gewobene Bahnen und dergleichen. Obwohl die so modifizierten Materialien im Kontext der Verwendung mit Einwegartikeln beschrieben sind, werden Fachleute erkennen, dass sie auch in anderen Strukturen, die für andere Verwendungen vorgesehen sind, die Wundverbände, medizinische Tücher, Chirurgenkleidung, dehnbare Stoffe und Kleidungsstücke einschließen, verwendet werden können.
Der Ausdruck "Dehnbarkeit", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf den Grad, bis zu dem ein Material entweder in der Bahnbewegungsrichtung oder in der Querbahnrichtung gedehnt werden kann, wenn eine Zugvorspannkraft auf das Material angewandt wird, ohne dass ein katastrophaler Ausfall des Materials auftritt. Die Dehnung wird hier als Prozentsatz (%) ausgedrückt, und sie basiert auf der ursprünglichen ungedehnten Länge und der gedehnten Länge direkt vor dem Reißen oder Ausfall des Materials.
Der Ausdruck "dehnbar", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jedes Material, das nach dem Aufbringen einer Vorspannkraft dehnbar ist oder das mindestens um ungefähr 50 % dehnbar ist (das heißt, das eine gedehnte vorgespannte Länge aufweist, die mindestens ungefähr 150 % seiner entspannten, nicht vorgespannten Länge beträgt).
Der Ausdruck "Last zur Dehnung", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Vorspannkraft, die auf irgend ein Material angewandt werden muss, um es zu einer vorgegebenen Dehnung zu dehnen, entweder in der Richtung der Bahnbewegung oder in der Querbahnrichtung, wobei die Dehnung als ein Prozentsatz (%) ausgedrückt wird und sie das Verhältnis zwischen der gedehnten Länge und der ursprünglichen ungedehnten Länge darstellt.
Der Ausdruck "Laminat", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Material, das zwei oder mehr Bahnen von Materialien, die miteinander verbunden sind, um eine einheitliche Struktur zu erzielen, umfasst. Die Bahnen können im wesentlichen kontinuierlich, an beabstandeten Orten oder an unterbrochenen Punkten miteinander verbunden sein.
Der Ausdruck "Nonwoven", wie der hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Faserbahn oder ein Blatt, das eine Struktur einzelner Fasern oder Fäden, die zwischen einander gelegt sind, aber nicht in einer regelmäßigen, sich wiederholenden Art angeordnet sind, umfasst. Nonwoven-Flächengebilde wurden in der Vergangenheit durch eine Vielzahl von Verfahren, wie Schmelzblasen, Spinnvliesverfahren und kardiertes Verbinden oder Kombinationen daraus, hergestellt.
Der Ausdruck "thermoplastisch", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Polymermaterial, das mit nur einer geringen oder gar keinen Änderung der physikalischen Eigenschaften (es wird ein minimaler oxidativer Qualitätsverlust angenommen) geschmolzen und wieder verfestigt werden kann.
Der Ausdruck "Präkursor-Bahn", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Polymerbahn bevor sie modifiziert wurde, so dass Mikroporen in der Bahn, insbesondere in der Folienkomponente vorgesehen werden, um es der Bahn zu ermöglichen, dass sie eine erhöhte Atmungsfähigkeit aufweist, während sie dennoch im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässig bleibt.
Der Ausdruck "atmungsfähige Folie", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Folie, die das Hindurchgehen von Wasserdampf und vorzugsweise auch von Luft gestattet, die aber nicht das Hindurchgehen von Flüssigkeiten in einem unerwünschten Ausmaß gestattet.
Der Ausdruck "Oberflächenkonturlänge", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Messung entlang der topographischen Oberfläche eines Materials in einer spezifizierten Richtung.
MODIFIKATION DER BAHNEN
1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die für die Verwendung im Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Modifizieren der physikalischen und leistungsmäßigen Eigenschaften, und wenn es gewünscht wird, der Größe einer Bahn verwendbar ist. Die Vorrichtung und das Verfahren liefern eine physikalisch modifizierte Bahn, die verbesserte physikalische Eigenschaften aufweist und modifiziert ist, die in absorbierenden Einwegartikeln für eine verbesserte Leistung und einen verbesserten Sitz/Komfort, der durch die Artikel geliefert wird, verwendet werden kann. Zusätzlich sind solche modifizierten Bahnen, nachdem sie in der beschriebenen Vorrichtung modifiziert wurden und nachdem sie die hier nachfolgend beschriebenen gewünschten physikalischen Eigenschaften angenommen haben, fähig entweder alleine oder zusammen mit anderen Materialien weiter verarbeitet zu werden, und ohne dass die modifizierte Bahn eine Desintegration, ein Brechen oder ein Verlust der Integrität erleidet.
Das Wort "Bahn", wie es hier verwendet wird, soll kontinuierliche Rollen und diskrete Flachgebilde der Materialien umfassen, obwohl die Bahn in einer kontinuierlichen Form für Hochgeschwindigkeitsherstellungsverfahren besser geeignet ist.
Die Bahn weist eine Längsachse auf, die sich entlang der Bahnbewegung oder "Maschinenrichtung (MD)" der Bahn erstreckt, und eine Querachse, die sich quer zur Bahn oder in der "Quermaschinenrichtung (CD)" der Bahn erstreckt.
Bezieht man sich wieder auf 1, so wird die Bahn 5 von der Vorratsrolle 4 abgezogen und bewegt sich in der Richtung, die durch den Pfeil bezeichnet ist. Alternativ wird die Bahn 5 direkt aus einem Extruder, der mit einer Folienform und wahlweise einem Satz von Zug- oder Aufnahmewalzen zwischen dem Extruder und der Formierstation 6 versehen ist, ausgebildet. Die Bahn 5 wird einem Spalt 7 zugeführt, der durch ein Paar einander gegenüber liegender Formierwalzen 8 und 9, die zusammen eine erste Formierstation 6 bilden, gebildet wird. Die Struktur und die relativen Positionen der Formierwalzen 8, 9 sind in der vergrößerten perspektivischen Ansicht in 2 gezeigt. Wie gezeigt ist, so werden die Walzen 8 und 9 auf entsprechenden drehbaren Wellen 21, 23, deren Rotationsachsen parallel angeordnet sind, getragen. Jede der Walzen 8 und 9 umfasst eine Vielzahl axial beabstandeter, Seite an Seite angeordneter, sich peripher erstreckender, gleichförmig konfigurierter Zähne 22, die in der Form dünner Rippen mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt vorliegen können, wobei sie aber auch eine dreieckige oder umgekehrt V-förmige Form aufweisen können, wenn sie im Querschnitt betrachtet werden. Wenn sie dreieckig sind, so sind die Scheitel der Dreiecke 22 am weitesten außen liegend. In jedem Fall sind die äußersten Spitzen der Zähne vorzugsweise abgerundet, wie das detaillierter in den 3 und 4 gezeigt ist, um Schnitte oder Risse in der Materialien, wie der Bahn 5, die durch die Walzen hindurch laufen, zu vermeiden.
Die Räume zwischen benachbarten Zähnen 22 definieren vertiefte, sich umfangsmäßig erstreckende, gleichmäßig konfigurierte Rillen 24. Die Rillen können im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wenn die Zähne im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, und sie können einen umgekehrt dreieckförmigen Querschnitt besitzen, wenn die Zähne einen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Somit umfasst jede der Formierwalzen 8 und 9 eine Vielzahl beabstandeter Zähne 22 und wechselnder Rillen 24 zwischen jedem Paar benachbarter Zähne. Die Zähne und die Rillen müssen nicht dieselbe Breite aufweisen, wobei jedoch die Rillen vorzugsweise eine größere Breite als die Zähne aufweisen, um es dem Material, das zwischen zwei im Eingriff stehenden Walzen hindurch geht, zu ermöglichen, innerhalb der jeweiligen Rillen aufgenommen und lokal gedehnt zu werden, wie das hier später erläutert werden wird.
3 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die das Eingreifen der Zähne 22 und Rillen 24 der jeweiligen Walzen zeigt. Wie gezeigt ist, so erstrecken sich die im allgemeinen dreieckigen Zähne 22 einer Walze teilweise in die im allgemeinen dreieckförmigen Rillen 24 der gegenüber liegenden Walze, so dass imaginäre Linien 21 und 23, die die gerundeten äußeren Spitzen der Zähne 22 der Walzen 8 beziehungsweise 9 verbinden, radial innerhalb der gerundeten äußeren Spitzen der Zähne 22 der gegenüber liegenden Walze liegen. Die jeweiligen Rotationsachsen der Walzen 8 und 9 liegen in so einem Abstand zueinander, dass ein vorbestimmte Raum oder eine vorbestimmte Lücke zwischen gegenüber liegenden Seitenwänden der in einander eingreifenden Zähne und Rillen der jeweiligen Walzen, existiert.
4 ist eine nochmals vergrößerte Ansicht mehrerer ineinander eingreifender Zähne 22 und Rillen 24, wobei eine Bahn des zu modifizierenden Materials zwischen ihnen liegt. Wie gezeigt ist, so wird ein Abschnitt der Bahn 20, die das modifizierte Material der Präkursor-Bahn 5 der 1 darstellt, zwischen den sich im Eingriff befindlichen Zähnen und Rillen der jeweiligen Walzen aufgenommen. Der Eingriff der Zähne und Rillen der Walzen bewirkt, dass seitlich beabstandete Abschnitte der Bahn 20 durch die Zähne 22 in die gegenüber liegenden Rillen 24 gepresst werden. Im Verlauf des Durchgangs zwischen den Formierwalzen üben die Kräfte der Zähne 22, die die Bahn 20 in gegenüber liegende Rillen 24 pressen, in der Bahn 20 Zugkräfte aus, die in der Quermaschinenrichtung wirken. Die Zugkräfte bewirken, dass die dazwischen liegenden Bahnabschnitte 26, die zwischen den Räumen zwischen den Spitzen 28 der benachbarten Zähne 22 liegen und diese überspannen, sich in einer Querbahnrichtung dehnen oder erstrecken, was zu einer örtlich begrenzten Reduktion der Bahndicke an jedem der dazwischen liegenden Bahnabschnitte 26 führt.
In einer Ausführungsform gibt es eine im wesentliche gleichförmige Verteilung der lokalen Beanspruchung über der Spannweite zwischen benachbarten Zähnen. Die Abschnitte der Bahn 20, die zwischen den benachbarten Zähnen liegen, werden lokal gedehnt, während die Abschnitte der Bahn, die sich in Kontakt mit den Spitzen der Zähne befinden, typischerweise keinen ähnlichen Grad der Dehnung erfahren. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass Reibungskräfte zwischen den Oberflächen an den gerundeten äußeren Enden (das sind die Spitzen) der Zähne und den benachbarten Oberflächen 28 der Bahn 20, die sich mit diesen in Kontakt befinden, existieren. Die Reibungskräfte reduzieren die Gleitbewegung solcher Abschnitte der Bahnoberflächen relativ zu den Oberflächen der Zahnspitze. Somit reduziert sich die Dicke des Bahnabschnitts 28, die sich in Kontakt mit den Zahnspitzen befindet, im Vergleich mit den Reduktionen der Bahndicke, die im dazwischen liegenden Bahnabschnitt 26 auftreten, nur leicht.
In einem typischen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es jedoch eine nicht gleichförmige Verteilung der lokalen Beanspruchungen über der Spannweite zwischen benachbarten Zähnen. 5 zeigt die modifizierte Bahn, die einen gezogenen Abschnitt 32 aufweist, der vollständig gezogen wurde (das heißt bis zum natürlichen Ziehverhältnis des Materials gezogen wurde), einen ungedehnten Abschnitt 30 und einen dazwischen liegenden Abschnitt 31. Wenn das Material im Bahnabschnitt 32 im wesentlichen vollständig gezogen wird, so findet keine weitere Verformung statt und es werden keine weiteren offenen Gebiete ausgebildet. Somit sind die Mikroporen oder Kapillaren "stabilisiert" oder "fixiert". Das Gebiet, wo das Bahnmaterial gedehnt wird, liegt primär im dazwischen liegenden Abschnitt 31. Im lokalen Dehnverfahren (das ist zwischen benachbarten Bahnabschnitten 30, 31 und 32) wird das Bahnmaterial im ungedehnten Abschnitt 30 in den dazwischen liegenden Abschnitt 31, wo die Verformung stattfindet, eingeschlossen. Der dazwischen liegende Abschnitt 31 wird typischerweise als der "Kragenbereich" bezeichnet. Der Ausdruck "Kragen (neck)", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Verengung in mindestens einer Dimension durch das Aufbringen einer Zugkraft in einer Richtung rechtwinklig zur gewünschten Richtung der Verengung (was manchmal als "verstrecken" bezeichnet wird).
Die Aktion des Pressens von Teilen der Bahn 20 in die jeweiligen Rillen 24 durch die Zähne 22 bewirkt somit, dass eine nicht gleichförmige Reduktion der Dicke der Bahn 20 in der Querbahnrichtung der Bahn stattfindet. Somit erfährt die Bahn 20 eine größere Reduktion in der Dicke in den Querbahnabschnitten der Bahn, die sich zwischen benachbarten Zähnen 22 erstrecken und sich spannen, als dies die Querbahnabschnitte der Bahn tun, die sich in Kontakt mit den Oberflächen an den äußeren Enden der Zähne 22 befinden. Durch das Hin durchgehen der sich im Eingriff befindlichen Walzen und durch das lokale seitliche Gedehntwerden an beabstandeten Intervallen zwischen benachbarten Zähnen bilden die oberen und unteren Oberflächen der Bahn, nachdem sie zwischen den einander gegenüber liegenden Walzen hindurch gegangen sind, modulierende Oberflächen, die zueinander spiegelbildlich sind, wenn man die Bahn im Querschnitt in der Querbahnrichtung betrachtet, wie das in 5 gezeigt ist. Modulierende oberen und untere Oberflächen der Bahn umfassen wechselnde Gipfel 30 und Täler 32, die wechselnde Bereiche mit schwerem und leichtem Basisgewicht bilden. Die Bereiche mit leichtem Basisgewicht findet man in den Positionen der Bahn, wo das Bahnmaterial lokal seitlich gedehnt wurde. Die lokalisierte Dehnung der Bahn in der Querbahnrichtung führt zu einer breiteren modifizierten Bahn (was sich in einer Zunahme der Oberflächenkonturlänge manifestiert), die eine Vielzahl von beabstandeten, sich längs erstreckenden, örtlich begrenzten Gebieten einer reduzierten Bahndicke aufweist. Zusätzlich kann das Dehnen in Querbahnrichtung der austretenden geformten Bahn bewirkt werden, indem die modifizierte Bahn zwischen sogenannten Breitstreckwalzen, Spannrahmen, gewinkelten Leerrollen, gewinkelten Spalten und dergleichen (nicht gezeigt), die Fachleuten wohl bekannt sind, hindurchgeführt wird.
Durch die lokalisierte Querbahndehnung der Bahn 5, die stattgefunden hat, mit der sich daraus ergebenden Zunahme der Bandbreite, weist die modifizierte Bahn 20, die aus den Formierwalzen an der ersten Formierstation 6 austritt, ein geringeres Basisgewicht als das der eintretenden Präkursor-Bahn 5 auf, vorausgesetzt das austretende Material verleibt in einem im wesentlichen flachen, seitlich gedehnten Zustand. Die seitlich gedehnte Bahn, wie sie zwischen den Formierwalzen austritt, kann sich seitlich auf ihre ursprüngliche Breite zusam menziehen. Wenn die Bahn in der Bahnbewegungsrichtung unter eine gewisse Spannung gesetzt wird, so kann die austretende, modifizierte Bahn dasselbe Basisgewicht aufweisen, wie sie es beim Eintreten hatte. Wenn die austretende modifizierte Bahn einer ausreichend hohen Spannung in der Bahnbewegungsrichtung unterworfen wird, so kann die austretende modifizierte Bahn veranlasst werden, sich auf eine kleinere Breite als ihre ursprüngliche Breite zusammenzuziehen, wobei die Bahn in diesem Fall ein größeres Basisgewicht als ihr ursprüngliches Basisgewicht aufweist. Somit kann durch das Wählen einer geeignete Zahn- und Rillenkonfiguration der Formierwalze, durch das Auswählen einer geeigneten Zuggröße in der Bahnbewegungsrichtung und der Auswahl, ob die Bahn einer zusätzlichen Dehnung in Querbahnrichtung unterworfen werden soll, die modifizierte Bahn eine Bahnbreite aufweisen, die von ungefähr 25 % bis ungefähr 300 % der Breite der nicht modifizierten Präkursor-Bahn reicht, und ein Basisgewicht, das kleiner als, gleich oder größer als das ursprüngliche Basisgewicht der nicht modifizierten Präkursor-Bahn ist.
Die Zähne 22 und die Rillen 24 können einen im allgemeinen dreieckigen Querschnitt aufweisen, wie das in 3 gezeigt ist, und vorzugsweise weist jeder der Zähne 22 dieselbe Größe auf, so dass jeder der einander gegenüber liegenden Zähne und Rillen auf den jeweiligen Formierwalzen 8, 9 entlang der gesamten axialen Länge jeder der Walzen ineinander eingreift. In einer Ausführungsform können Zähne, die einen Spitzenabstand in der Größenordnung von ungefähr 0,030 Inch bis 0,100 Inch aufweisen, die Seitenwände besitzen, die in einem eingeschlossenen Winkel in der Größenordnung von ungefähr 9° bis 12° angeordnet sind, und die eine Höhe von der Spitze zur Basis und eine Rillentiefe in der Größenordnung von ungefähr 0,060 bis 0,300 Inch aufweisen, beim Ausführen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie Fachleute erkennen werden, so können die Größen der jeweiligen Zähne und Rillen innerhalb eines breiten Bereichs variiert werden und sind dennoch wirksam, die vorliegende Erfindung auszuführen. In dieser Hinsicht sind zusätzliche strukturelle Details geeigneter Formierwalzen im US-Patent 5,156,793 mit dem Titel "Method For Incrementally Stretching Zero Strain Stretch Laminate Sheet in a Non-Uniform Manner to Impart a Varying Degree of Elasticity Thereto", das am 20. Oktober 1992 an Kenneth B. Buell et al. erteilt wurde, im US-Patent 5,167,897 mit dem Titel "Method for Incrementally Stretching a Zero Strain Stretch Laminate Sheet to Impart Elasticity Thereto", das am 1. Dezember 1992 an Gerald M. Webber et al. erteilt wurde, und im US-Patent 5,518,801 mit dem Titel "Sheet Materials Exhibiting Elastic-Like Behavior", das am 21. Mai 1996 an Charles W. Chappell et al. erteilt wurde, beschrieben, wobei die Offenbarung aller dieser Patente hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Wenn die Bahn nur in der X-Y-Ebene gedehnt wird, wird es eine wesentliche Abnahme im Basisgewicht der modifizierten Bahn geben, was dazu dient, die Kosten aller Komponenten, von denen die modifizierte Bahn einen Teil bildet, zu senken. Vorzugsweise ist die Breite der modifizierten Bahn der vorliegenden Erfindung ungefähr 100 % größer als die ursprüngliche Breite der nicht modifizierten Präkursor-Bahn. Andererseits wird, wenn die Spannung in der Bahnbewegungsrichtung (MD) auf die modifizierte Bahn, wenn diese die Formierwalzen verlässt, ausreichend hoch ist, die modifizierte Bahn eine Breite aufweisen, die kleiner als ihre ursprüngliche Breite ist, und ein größeres Basisgewicht als das der nicht modifizierten Präkursor-Bahn.
6 zeigt eine andere Konfiguration einander gegenüber liegender Formierwalzen, die verwendet werden kann, um Abschnitte der Bahn in der Bahndickenrichtung zu dehnen, das heißt durch das Dehnen von Abschnitten der Bahn aus der X-Y-Ebene in die Z-Richtung. Wie in 1 gezeigt ist, wird eine nicht modifizierte Bahn 5 von einer Vorratsrolle 4 in den Spalt 7 einander gegenüber liegender Formierwalzen 70 und 72, die eine Formierstation 6 bilden, geliefert. Die Walze 70 umfasst eine Vielzahl sich am Umfang erstreckender, axial beabstandeter Umfangszähne 75. Im Gegensatz zu den kontinuierlichen Umfangszähnen 22 der Formierwalze 8, die in 2 gezeigt ist, umfassen die Umfangszähne 75 der Walze 70 eine Vielzahl umfangsmäßig beabstandeter Rippen 74 und dazwischen liegende umfangsmäßig beabstandete gekerbte Bereiche 78, die vertiefte offene Bereiche auf den Zähnen 75 definieren. Wie in 6 gezeigt ist, sind die Kerben 78 auf den jeweiligen axial nebeneinander liegenden Umfangszähnen 75 seitlich so ausgerichtet, dass sie eine Vielzahl umfangsmäßig beabstandeter Gruppen von gekerbten Bereichen 78 um den Umfang der Walze 70 bilden. Die jeweiligen, sich seitlich erstreckenden Gruppen gekerbter Bereiche erstrecken sich jeweils parallel zur Achse der Walze 70.
Die Walze 72 ist in der Gesamtkonstruktion ähnlich den Formierwalzen 8 und 9, wie sie in 2 gezeigt sind, insofern als die Walze 72 eine Vielzahl von sich umfangsmäßig erstreckender axial beabstandeter Zähne 79, die sich in einer kontinuierlichen, nicht unterbrochenen Form um den Umfang der Walze erstrecken, einschließt. Die Zähne 79 der Walze 72 greifen in die Zähne 75 der Walze 70 ein. Wobei aber der Abschnitt der Bahn, der zwischen den gekerbten Bereichen 78 der Walze 70 und den Zähne 79 der Walze 72 hindurch läuft, nicht verformt wird, das heißt, die Bahn wird nicht verformt oder gedehnt in diesem Gebiet und sie wird im wesentlichen ebene bleiben, während die Abschnitte der Bahn, die zwischen den Rippen 74 der Walze 70 und den Zähnen 79 der Walze 72 hindurch laufen, über die elastische Grenze der Bahn hinaus verformt oder gedehnt werden, was zu einer Vielzahl von erhabenen rippenartigen Elementen führt. Die erhabenen, rippenartigen Elemente auf der modifizierten Bahn liefern eine kleiderartige Textur, die den Komfort und das Anfühlen des absorbierenden Artikels, der eine solche kleiderartige, texturierte Bahn enthält, verbessert.
Die Formierwalzen, die hier für eine Verwendung geeignet sind, um eine Dehnung in z-Richtung in der modifizierten Bahn zu liefern, können verschiedene Zahn- und Rillenkonfigurationen auf der Oberfläche der Formierwalzen aufweisen. Typischerweise sind die Zähne beabstandete, sich umfangsmäßig erstreckende Rippen (2). Die Zähne können umfangsmäßig beabstandete Kerben in den Rippen aufweisen, um beabstandete rechteckige Anordnungen von erhabenen Rippen in der z-Richtung in der sich ergebenden modifizierten Bahn zu erzeugen (7 und 8). Detailliertere Beschreibungen und Darstellungen der Texturier/Formier-Walzen kann man im US-Patent 5,518,801, das am 21. Mai 1996 an Chappell et al. erteilt wurde, und im US-Patent 5,650,214, das am 22. Juli 1997 an B. J. Anderson et al. erteilt wurde, finden, wobei deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Wenn man nun die 7 und 8 betrachtet, so ist dort ein Abschnitt einer modifizierten Bahn 20 gezeigt, die zwischen einem Paar gegenüber liegender, sich im Eingriff befindlicher Formierwalzen 70 und 72, die die in der 6 gezeigten Zahnkonfigurationen aufweisen, hindurch gegangen ist. Die Bahn 20 weist zwei Zentrallinien, eine Längszentrallinien, die hier nachfolgend auch als Achse, Linie oder Richtung "1" bezeichnet wird, und eine Querzentrallinie oder seitliche Zentrallinie, die hier nachfolgend auch als eine Achse, Linie oder Richtung "t" bezeichnet wird. Die Querzentrallinie "t" ist im allgemeinen rechtwinklig zur Längszentrallinie "1".
Die Bahn 20 umfasst ein Netzwerk unterschiedlicher Bereiche. Das Netzwerk umfasst mindestens einen ersten Bereich 98, einen zweiten Bereich 92 und einen Übergangsbereich 87, der eine Schnittstelle zwischen dem ersten Bereich 98 und dem zweiten Bereich 88 darstellt. Die Bahn 20 weist auch eine erste Oberfläche 93a und eine entgegengesetzt weisende zweite Oberfläche 93b auf. In der Ausführungsform, die in den 7 und 8 gezeigt ist, umfasst die Bahn 20 eine Vielzahl im wesentlichen flacher, längs beabstandeter erster Bereiche 98 und eine Vielzahl wechselnder zweiter Bereiche 88.
Die ersten Bereiche 98 weisen eine erste sich quer erstreckende Achse 89 und eine zweite, sich längs erstreckende Achse 91 auf, wobei die erste Achse 89 vorzugsweise länger als die zweite Achse 91 ist. Die erste Achse 89 des ersten Bereichs 98 ist im wesentlichen parallel zur Querachse der Bahn 20, während die zweite Achse 91 im wesentlichen parallel zur Längsachse der Bahn verläuft.
Die zweiten Bereiche 88 weisen eine erste, sich quer erstreckende Achse 95 und eine zweite, sich längs erstreckende Achse 94 auf. Die erste Achse 95 verläuft im wesentlichen parallel zur Querachse der Bahn, während die zweite Achse 94 im wesentlichen parallel zur Längsachse der Bahn verläuft. In der bevorzugten Ausführungsform der 7 und 8 sind die ersten Bereiche 98 und die zweiten Bereiche 88 im wesentlichen linear, wobei sie sich jeweils kontinuierlich in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Längsachse der Bahn erstrecken.
In der in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsform sind die ersten Bereiche 98 im wesentlichen eben. Das heißt, das Material innerhalb der ersten Bereiche 98 ist im wesentlichen flach und es befindet sich nach dem Modifikationsschritt, den die Bahn 20 durch das Hindurchgehen zwischen miteinander im Eingriff stehender Walzen 70 und 72 erfahren hat, wie das in 6 gezeigt ist, im wesentlichen in demselben Zustand, in dem es sich befunden hat, bevor die Bahn durch die Formierwalzen hindurchgeführt wurde.
Die zweiten Bereiche 88 umfassen eine Vielzahl erhabener rippenartiger Elemente 90, die eine erste Achse oder Hauptachse 94, die im wesentlichen parallel zur Längsachse der Bahn 20 verläuft, und eine zweite Achse oder Nebenachse 95, die im wesentlichen parallel zur Querachse der Bahn 20 verläuft, einschließen. Die Abmessung der rippenartigen Elemente 90 entlang der ersten Achse 94 ist mindestens gleich und vorzugsweise länger als die Abmessung entlang der zweiten Achse 95. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Abmessung der rippenartigen Elemente 90 entlang der ersten Achse 94 zur Abmessung entlang der zweiten Achse 95 mindestens 1:1 und es beträgt noch besser mindestens 2:1 oder noch mehr. Weiterhin befinden sich die rippenartigen Elemente 90 im zweiten Bereich 92 nebeneinander und sind voneinander durch ein nicht verformtes Gebiet 98, das eine Breite in der Richtung rechtwinklig zur Hauptachse 94 der rippenartigen Elemente aufweist, getrennt. Die Abmessungen der rippenartigen Elemente können, sofern es gewünscht wird, auch variiert werden. Eine detailliertere Beschreibung einer Bahn, die erste und zweite Bereiche aufweist, wie das in den 7 und 8 gezeigt ist, wird im US-Patent 5,518,801 geliefert, wobei dessen Offenbarung hier bereits durch Bezugnahme eingeschlossen wurde.
Andere Anordnungen der Zähne und Rillen auf den Formierwalzen, wie sie Fachleuten bekannt sind, werden bei der vorliegenden Erfindung ebenfalls in Betracht gezogen. Beispielsweise können die Zähne in einer Anordnung von Gruppen mit rechteckigen Feldern vorgesehen sein, wobei jede Gruppe mehrere Zähne aufweist, und die jeweiligen Gruppen der Zähne durch einen dazwischen liegenden Spalt, der frei von Zähnen ist, getrennt sind (12). Zusätzlich können die Formierwalzen dekorative Formen, entweder als vorstehende Zähne oder als vertiefte Rillen, auf der Walzenoberfläche aufweisen. Nicht einschränkende Beispiele von dekorativen Formen umfassen geometrische Formen, Tierformen, florale oder botanische Formen, Comicfiguren.
Zusätzlich zu den Oberflächenmustern, die in den 7 und 8 in Form von Rippen und Rillen dargestellt sind, wobei alle im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen, um im allgemeinen rechteckige Gebiete der Verformung zu bilden, kann die gewünschte Dehnung oder das Verdünnen einer Bahn, sofern es gewünscht wird, durch andere Zahn- und Rillenkonfigurationen der Formierwalzen, die ein lokales Dehnen des Materials verursachen können, bewirkt werden. Beispielsweise kann das Verformungsmuster, wie das in 10 gezeigt ist, statt in Form beabstandeter rechteckiger Anordnungen von Rippen und Rillen in Form von Rippen und Rillen, die eine Anordnung von beabstandeten, rautenförmigen Elementen 100 mit dazwischen liegenden, nicht verformten Gebieten 102 bilden, vorliegen. Jedes solche rautenförmige Element wird durch wechselnde rippenartige Elemente 106 und dazwischen liegende Rillen 104 definiert. Beispiele von Verfahren und Vorrichtungen für die Aus bildung solcher rautenförmigen Elemente sind im US-Patent 5,650,214 mit dem Titel "Sheet Materials Exhibiting Elastic-Like Behavior and Soft, Cloth-Like Texture", das am 22. Juli 1997 an Barry J. Anderson et al. erteilt wurde, beschrieben, wobei dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Wie in 11 gezeigt ist, kann das Verformungsmuster auch in Form von Rippen und Rillen, die zusammen eine Anordnung von beabstandeten, kreisförmigen Elementen 108 bilden, vorliegen. Jedes solches kreisförmige Element kann durch rippenartige Elemente 114 variierender Länge und dazwischen liegende Rillen 112 gebildet werden. Zwischen den jeweiligen kreisförmigen Elementen 108 sind nicht geformte, dazwischen liegende Gebiete 110 ausgebildet. Wie Fachleute erkennen werden, können, sofern es gewünscht wird, auch andere Verformungsmuster verwendet werden, wie solche, die im US-Patent 5,518,801 dargestellt und beschrieben sind, wobei dessen Inhalt schon früher hier durch Bezugnahme eingeschlossen wurde.
Ein anderer Satz von Formierwalzen, die eine andere Anordnung der peripheren Zähne und Rillen aufweisen und die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist in 12 gezeigt. Die Formierwalze 150 ist ähnlich der Formierwalze 70, die in 6 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die umfangsmäßig sich erstreckende Zähne 75 in jeweiligen Gruppen 152 vorgesehen sind, wobei jede Gruppe mehrere Zähne 75 umfasst. Jeder der Gruppen 152 der Zähne 75 ist von der benachbarten Gruppe der Zähne in der axialen Richtung der Walze beabstandet, und die jeweiligen Gruppen der Zähne sind durch eine dazwischen liegende Lücke 154, die keine Zähne aufweist, getrennt. Die Formierwalze 72 der 12 weist dieselbe Konfiguration wie die Formierwalze 72 der 6 auf.
Wegen der allgemeinen strukturellen Ähnlichkeit der Zähne und Rillen auf den verschiedenen Formierwalzen, die in den 2, 6 und 12 gezeigt sind, wurden dieselben Bezugszeichen auf die entsprechenden Teile auf den Walzen, die in den 2, 6 und 12 gezeigt sind, angewandt.
Zusätzlich zur Modifizierung der Abmessungen einer Bahn durch das Dehnen der Bahn, beispielsweise in der X-Y-Ebene, um ihr Basisgewicht zu erniedrigen, und durch das Hinzufügen von Fülle zur Bahn in der Z-Richtung, ist die vorliegende Erfindung auch auf das Modifizieren der physikalischen Eigenschaften der Bahn in einer vorteilhafter Weise gerichtet. Der Ausdruck "physikalische Eigenschaften", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Leistungseigenschaften der Bahn, die die Festigkeit der Bahn, wenn sie einer Zugkraft unterworfen wird, ihre Dehnbarkeit, wenn sie einer Zugkraft unterworfen wird, und die Kraft, die benötigt wird, um die Bahn bis zu einem Punkt kurz vor dem Zerreißen oder Bersten des Bahnmaterials zu dehnen, einschließen. Der Ausdruck "physikalische Eigenschaft" umfasst auch Bahneigenschaften, die sich auf die Leistung der Bahn, die als eine Komponente eines absorbierenden Artikels verwendet wird, beziehen, wie die Wasserdampfübertragungsrate (MVTR), der dynamische Fluidaufprallwert, der Blasendruck und die Luftdurchflussrate. Solche wünschenswerten Modifikationen der physikalischen Eigenschaft können durch das Hindurchführen der Bahn durch mindestens ein Paar ineinander eingreifender Formierwalzen, die hier beschrieben wurden, erzielt werden, und wahlweise durch das Aufbringen einer gewissen Spannung in der Bahnbewegungsrichtung. Zusätzlich umfasst die vorliegende Erfindung auch sukzessive Modifikationen der Bahn, indem die Bahn durch sukzessive Sätze von Formierwalzen hindurchgeführt, und einem Spannen und, sofern es gewünscht wird, einem Dehnen in Querbahnrichtung unterworfen wird. Beispielsweise kann ein erster Satz von Formierwalzen dazu dienen, die Dehnbarkeit der Bahn zu erhöhen, ohne ein Zerkleinern oder Reißen der Bahn zu verursachen, und ein zweiter Satz von Formierwalzen kann dazu dienen, die Bahn in der X-Y-Ebene zu dehnen.
Wenn die Bahnmaterialien, wie Nonwoven-Bahnen, Folien oder Laminate daraus, in einem absorbierenden Einwegartikel eingefügt werden, ist es typisch, dass die Querbahn-Festigkeite (CD-Festigkeit) der modifizierten Bahn der vorliegenden Erfindung wesentlich geringer ist als die einer nicht modifizierten Bahn. Es ist auch typisch, dass die Querbahn-Dehnbarkeit einer modifizierten Bahn der vorliegenden Erfindung wesentlich höher als die einer nicht modifizierten Bahn ist. Es ist weiter typisch, dass die Last, um eine modifizierte Bahn der vorliegenden Erfindung zu dehnen, wesentlich geringer ist als die typischen Werte, die mit kommerziell erhältlichen Nonwoven-Bahnen erzielbar sind. Eine modifizierte Bahn der vorliegenden Erfindung zeigt (1) eine Kraft, um eine 10 % Querbahndehnung zu erzielen, von ungefähr 5 % bis ungefähr 100 % der entsprechenden Querbahn-Dehnungskraft der nicht modifizierten Bahn; (2) eine Kraft, um eine 30 % Querbahndehnung zu erzielen, von ungefähr 5 % bis ungefähr 100 % der entsprechenden Querbahn-Dehnungskraft der nicht modifizierten Bahn; und (3) eine Querbahn-Dehnbarkeit von ungefähr 105 % bis ungefähr 200 % der Querbahn-Dehnbarkeit der nicht modifizierten Bahn. Eine solche dehnbare Bahn entspricht mehr den Konturen des Körpers eines Trägers eines Einwegartikels und passt sich diesen mehr an, sowohl während des Anlegens des Artikels an den Körper als auch während er getragen und als Ergebnis der Körperbewegungen des Trägers Belastungen unterworfen wird. Dieser verbesserte Sitz und diese verbesserte Anpassbarkeit gegenüber wechselnden Tragezuständen führt zu einem größeren Komfort für den Träger.
Geeignete Nonwoven-Bahnen werden typischerweise aus Fasern thermoplastischer Polymere, wie Polyolefinen, Polyester, Polyamiden, Zellulosederivaten, wie Reyon, und Copolymeren und Mischungen daraus, hergestellt. Vorzugsweise werden die Nonwoven-Bahnen aus Polyolefinen, wie Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und ihren Copolymeren hergestellt. Die Fasern können aus einem einzigen Polymer oder einer Mischung aus Polymeren bestehen. Die Nonwoven-Bahn kann aus Fasern hergestellt werden, die verschiedene Zusammensetzungen aufweisen. Zweikomponentenfasern, die aus zwei unterschiedlichen Polymeren oder Mischungen hergestellt sind, die in einer Hülle-Kern-Konfiguration oder einer Seite-an-Seite-Konfiguration angeordnet sind, sind für eine Verwendung hier auch geeignet. Hier auch verwendbar sind Zweikomponentenfasern, die eine Hülle-Kern-Struktur haben, mit einem niedriger schmelzenden Polymer oder einer Mischung in der Hülle. Beispielsweise kann die Faser eine Hülle aus Polyethylen und einen Kern aus Polypropylen und einem Copolymer oder Polyester und Copolymeren aufweisen. Die Nonwoven-Bahn kann durch Verfahren, die Fachleuten wohl bekannt sind, die das Kardieren, Schmelzblasen, die Spinnvliesausbildung und Kombinationen daraus einschließen, hergestellt werden.
Modifizierte Bahnmaterialien können in einen absorbierenden Einwegartikel, der Nonwoven-Bahnen, Polymerfolien und Laminate oder andere daraus gebildete Verbundstrukturen einschließt, eingefügt werden. Beispielsweise kann eine modifizierte Bahn als eine Komponente einer zusammengesetzten, at mungsfähigen Unterschicht, einer Schicht die flüssigkeitsundurchlässig aber durchlässig gegenüber Gasen und Wasserdampf ist, und die vorzugsweise mindestens eine weiche, kleiderartige äußere Oberfläche aufweist, verwendet werden.
MODIFIKATION EINER BAHN DIE PORENBILDENDE MITTEL ENTHÄLT
Wenn eine nicht modifizierte Bahn eine Folie ist, die porenbildende Mittel oder inkompatible Füllstoffe enthält, so verleihen das hier beschriebene Modifikationsverfahren und die hier beschriebene Vorrichtung der modifizierten Folie vorteilhafterweise eine Atmungsfähigkeit, während sie minimale schädliche Wirkungen auf die Auslaufleistung der modifizierten Bahn bewirken. Die Atmungsfähigkeit kann einer Polymerfolie verliehen werden, während ihre Undurchlässigkeit gegen Flüssigkeiten aufrecht gehalten wird, indem Mikroporen in der Folie ausgebildet werden. Die gewünschten Mikroporen sollten ausreichend klein sein, um ein Hindurchgehen von Flüssigkeiten durch sie zu vermeiden, aber sie sind groß genug für ein Hindurchgehen von Luft und Wasserdampf durch sie. Mikroporen können direkt in einer ansonsten kompakten Folie auf verschiedene Arten, die das Perforieren des Films, wie es im US-Patent 3,881,489 mit dem Titel "Breathable, Liquid Impervious Backsheet for Absorbent Devices", das am 6. Mai 1975 an Edward Wallace Hartwell erteilt wurde, beschrieben ist, einschließen, ausgebildet werden. Perforationen können durch das mechanische Punktieren der Folie vorgesehen werden, wobei diese Technik aber eine enge Toleranzkontrolle über die Punktierelemente der Vorrichtung erfordert, bei der es sein kann, dass sie über der Zeit als Ergebnis der mechani schen Abnutzung der Punktierelemente Mikroporen mit einer zunehmend größeren Größe liefert. Größere Poren könnten das unerwünschte Hindurchgehen von Flüssigkeiten durch solche Folien ermöglichen.
Ein anderer Weg, um die Ausbildung von Mikroporen in einer ansonsten undurchlässigen Folie zu ermöglichen, umfasst das im wesentlichen gleichförmige Verteilen eines porenbildenden Mittels innerhalb einer thermoplastischen Polymermatrix. Die Verteilung des porenbildenden Mittels kann durch einen Mischungsschritt bewirkt werden, und die sich ergebende Mischung kann durch Extrudieren, Gießen oder Blastechniken, die Fachleuten wohl bekannt sind, in eine dünne Folie geformt werden. Die porenbildenden Mittel umfassen inkompatible organische Materialien und anorganische Teilchen. Der Ausdruck "inkompatibel", wie er hier verwendet wird, bezeichnet organische oder anorganische Materialien, die sich im Polymer nicht lösen können, so dass solche Materialien ihre ursprüngliche Form und Zusammensetzung beibehalten und von der Polymermatrix getrennt und unterschieden bleiben aber von dieser umgeben werden. Die Ausbildung von Mikroporen wird, nachdem die Folie modifiziert wurde, durch das lokale Dehnen der Präkursor-Folie in einer Art, die nachfolgend im Detail beschrieben wird, bewirkt.
Nicht einschränkende Beispiele von inkompatiblen organische Materialien umfassen Polystyrole, Polycarbonate, Polyacrylate, Fluorkohlenwasserstoffpolymere oder niedrig schmelzende Harze, Polyterephthalate und Copolymere und Mischungen daraus. Die für porenbildende Mittel bevorzugten inkompatiblen anorganischen Materialien sind Polystyrol und Copolymere. Ein anderes beispielhaftes organisches Material, das als ein porenbildendes Mittel verwendet werden kann, ist Mineralöl, wie das im US-Patent 4,609,584 mit dem Titel "Absorptive Devices", das am 2. September 1986 an Cutler et al. erteilt wurde, beschrieben ist, wobei dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Nicht einschränkende Beispiele anorganischer Materialien, die als porenbildende Mittel verwendet werden können, umfassen Calciumcarbonat, Titandioxid, Tone, Silika, Zeolithe, Kaolin, Glimmer, Kohlenstoff und Mischungen daraus. Calciumcarbonat ist ein bevorzugte anorganisches teilchenförmiges Material, da es billig und kommerziell erhältlich ist. Vorzugsweise wird das anorganische Material in Teilchenform geliefert, wobei es eine Teilchengröße im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 5 Mikrometer aufweist, und es kann ungefähr 5 bis ungefähr 70 Gewichtsprozent der Polymer-Teilchen-Mischung bilden. Das anorganische Teilchen kann optional mit einem Fettsäureester beschichtet werden, um es zu ermöglichen, dass höhere Ladungen des anorganischen Teilchens in die Polymer-Anorgan-Mischung eingefügt werden können. Geeignete andere anorganische Teilchen sind im US-Patent 4,472,328 mit dem Titel "Process For Producing Porous Film or Sheet", das am 18. September 1984 an Sugimoto et al. erteilt wurde, und im US-Patent 4,777,073 mit dem Titel "Breathable Films Prepared From Melt Embossed Polyolefin/Filler Precursor Films", das am 11. Oktober 1988 an Sheth erteilt wurde, beschrieben, wobei die Offenbarung beider Patente hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Typischerweise umfassen die porenbildenden Mittel mindestens ungefähr 5 Gewichtsprozent Polymer, vorzugsweise ungefähr 10 Gewichtsprozent bis ungefähr 70 Gewichtsprozent, noch besser ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 60 Gewichtsprozent und am besten ungefähr 30 Gewichtsprozent bis ungefähr 50 Gewichtsprozent. Die mittlere Größe der porenbildenden Mittel sollte weniger als ungefähr 50 Mikrometer betragen, vorzugsweise weniger als ungefähr 10 Mikrometer und noch besser weniger als 5 Mikrometer. Die Größenverteilung der porenbildenden Mittel sollte so sein, dass weniger als 10 % der Mittel eine Größe von mehr als 50 Mikrometer aufweisen.
Das Mischen der porenbildenden Mittel und des thermoplastischen Polymers kann in jeder geeigneten Mischvorrichtung, wie einem Mischextruder, bewirkt werden, um eine im wesentlichen gleichförmige Mischung der Komponenten zu erhalten. Vorzugsweise sind die porenbildenden Mittel im wesentlichen gleichförmig im polymeren Matrixmaterial verteilt. Eine flexible Präkursor-Folie, die eine Dicke in der Größenordnung von ungefähr 0,3 Milliinch bis ungefähr 5 Milliinch aufweist, kann aus solch einer Mischung unter Verwendung bekannter Ausrüstungen und Techniken für die Folienausbildung hergestellt werden.
Für eine Verwendung in einer Folie der vorliegenden Erfindung geeignete Polymere umfassen thermoplastische Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und ihre Copolymere und Mischungen daraus. Verschiedene Typen von Polyethylenen, wie Polyethylene niedriger Dichte, Polyethylene ultra niedriger Dichte, lineare Polyethylene niedriger Dichte und Polyethylene hoher Dichte sind geeignete Polyethylene für die Unterschichten. Andere für eine Verwendung hier geeignete Mittel umfassen in nicht einschränkender Weise INSITE, das von der Dow Chemical Company aus Midland, Michigan erhältlich ist, oder EXXACT, das von der Exxon Chemical Company aus Bay City Texas erhältlich ist.
Andere geeignete thermoplastische Polymere umfassen Polyester, Polyurethane, Polyamide, kompostierbare oder biologisch abbaubare Polymere, in der Wärme schrumpfbare Polymere, thermoplastische Elastomere und auf einem Metallocen-Katalysator basierende Polymere, Copolymere der oben erwähnten Polymere und Mischungen daraus. Nicht einschränkende Beispiele umfassen Polyurethane, wie ESTANE, erhältlich von der B.F. Goddrich & Company aus Cleveland, Ohio, und PELLETHANE, erhältlich von der Dow Chemical Company aus Midland, Michigan; Polyamide, wie PEBAX, erhältlich von Elf Atochem aus Philadelphia, Pennsylvania; Polyester, wie HYTREL, erhältlich von DuPont de Nemours & Company aus Wilmington, Delaware, ARNITEL, erhältlich von DSM Engineering Plastics aus Evansville, Indiana, und ECDEL, erhältlich von der Eastman Company aus Kingsport, Tennessee. Beispielhafte kompostierbare oder biologisch abbaubare Polymere sind in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/520,676, die am 7. März 2000 eingereicht wurde, und in der vorläufigen US-Patentanmeldung (Anwaltsdokument Nr. 8209P), eingereicht am 17. August 2000, beide im Namen von Zhao et al. beschrieben, wobei deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Einige dieser Polymerfolien sind atmungsfähig über eine aktivierte Diffusion des Wasserdampfes durch vorteilhafte molekulare Interaktionen und die molekulare Architektur des Polymermaterials. Die Atmungsfähigkeit solcher Polymerfolien kann weiter durch das Schaffen vom Mikroporen im Film unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens verbessert werden, wobei der Wasserdampf leichter durch die Öffnungen, Hohlräume oder Poren übertragen werden kann.
Eine speziell geeignete Folie 11 ist eine lineare Polyethylenfolie geringer Dichte, die eine Dicke von ungefähr 0,25 Milliinch bis ungefähr 5 Milliinch, vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 0,25 Milliinch bis ungefähr 2,5 Milliinch und am besten eine Dicke von ungefähr 0,5 Milliinch bis ungefähr 1,5 Milliinch aufweisen kann.
Bei der Ausführung eines Verfahrens zur Herstellung einer zusammengesetzten, atmungsfähigen, kleiderartigen Unterschicht gemäß der vorliegenden Erfindung kann einer Präkursor-Folie 11 eine Atmungsfähigkeit verliehen werden, bevor die Folie an der Nonwoven-Bahn 9 befestigt wird, nach der Befestigung an der Nonwoven-Bahn oder sowohl vor und, wenn es gewünscht wird, nach ihrer Befestigung an der Nonwoven-Bahn. Die Präkursor-Folie und/oder der Verbund aus der Präkursor-Folie/Nonwoven kann an der Modifikationsstation 16 aktiviert werden, um der Präkursor-Folie eine Atmungsfähigkeit zu verleihen, indem die Folie oder der Verbundstoff zwischen einem Paar einander gegenüber liegender ineinander eingreifender Formierwalzen 14, 17, die irgend eine der Walzenstrukturen und Walzenoberflächenkonfigurationen, die hier vorher allgemein beschrieben und in den 2, 6, 10, 11 und 12 gezeigt wurden, aufweisen, hindurch geführt wird. Das Hindurchführen der Präkursor-Folie oder des Laminats aus Präkursor-Folie und Nonwoven zwischen solchen Formierwalzen kann beliebig oft und in jeder Kombination der Formierwalzenmuster, die hier vorher beschrieben wurden, erfolgen, bis die gewünschten Eigenschaften der Verbundbahn erhalten werden.
Wenn eine Präkursor-Folie zwischen Formierwalzen, die Walzenoberflächenkonfigurationen irgend eines der hier beschriebenen Typen aufweisen, hindurchgeführt wird, liefern die Interaktionen zwischen der Walzenoberfläche und der Folie eine lokalisierte Dehnung der Präkursor-Folie, was zur Ausbildung von Mikroporen in der Folie führt. 13 zeigt eine Folie, nachdem Mikroporen ausgebildet wurden, wobei die Polymerkomponente 40 der Folie bis zu einem gewissen Grad ohne ein Reißen dehnbar ist, wohingegen das porenbildende Mittel 42 der Folie nicht wesentlich dehnbar ist. Anfangs liefert die Polymerkomponente 40 eine Polymermatrix, die im wesentlichen die äußeren Oberflächen der porenbildenden Mittel 42 vollständig umgibt und berührt. Wenn die Präkursor-Folie durch eine lokal zunehmende Zugkraft, wie durch das Hindurchgehen der Folie zwischen ineinander eingreifende Formierwalzen des hier vorher beschriebenen Typs, gedehnt wird, so wird die dehnbare Polymerkomponente 40 der Folie lokal gedehnt. Somit zieht sich die Polymerkomponente von einigen der Oberflächen des im wesentlichen nicht dehnbaren porenbildenden Mittels 42 zurück und trennt sich schließlich zumindest teilweise von diesem, um die Ausbildung einer Vielzahl von lokalen Hohlräumen oder offenen Gebieten 44, in denen weder das Polymer noch das porenbildende Mittel vorhanden ist, zu bewirken. Die Trennung tritt an Teilen der Schnittflächen zwischen der Polymerkomponente 40 und den peripheren Oberflächen der porenbildenden Mittel 42 und am wahrscheinlichsten an den schwachen Grenzflächen-Bindungsorten zwischen ihnen auf. Typischerweise sind die Mikroporen unregelmäßig konfiguriert und unregelmäßig in den gedehnten Gebieten der Folie verteilt.
Die Mikroporen, die durch das Dehnen der Präkursor-Folie so entwickelt wurden, weisen eine solche Größe auf, dass sie ausreichend groß sind, dass sie ein Hindurchgehen von Luft und Wasserdampf durch den Film erlauben, und somit der Folie das Attribut der Atmungsfähigkeit verleihen. Vorzugsweise sind sie jedoch nicht so groß, dass sie das Hindurchgehen von Flüssigkeiten durch die Folie ermöglichen. Somit weisen die Mikroporen eine mittlere Porengröße von weniger als 0,4 Mikrometer und vorzugsweise von weniger als 0,3 Mikrometer auf. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die mittlere Porengröße im Bereich von ungefähr 0,1 Mikrometer bis ungefähr 0,25 Mikrometer.
Die Verteilung des offenen Gebiete 44 ist vorzugsweise auch so, dass mindestens einige der offenen Gebiete in Verbindung mit anderen benachbarten offenen Gebieten sind, um Flusswege zu bilden, die sich durch die modifizierte Folie von einer Oberfläche zur anderen erstrecken. In dieser Hinsicht schaffen die miteinander verbundenen Mikroporen ein Kapillarsystem innerhalb des modifizierten Folie, um die Atmungsfähigkeit zu ermöglichen, das heißt das Hindurchgehen von Luft und Wasserdampf zu gestatten. Je größer die Poren/Kapillaren sind, desto höher ist die Atmungsfähigkeit. Bei einer Bahn, die für eine Verwendung als atmungsfähige Komponente (beispielsweise eine Unterschicht) eines absorbierenden Artikels geeignet ist, muss sie jedoch auch im wesentlichen für das Hindurchgehen von Flüssigkeiten durch sie hindurch undurchlässig sein. Wenn die Kapillaren zu groß sind, würde keine bedeutsame Unterscheidung zwischen der Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und der Durchlässigkeit für Wasserdampf/Luft bestehen. Somit braucht es ein Gleichgewicht zwischen einer zunehmenden Atmungsfähigkeit und dem Halten der Undurchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten.
Weiterhin ist, wenn die Kapillaren klein und hydrophob sind, eine gewisse Menge eines Drucks notwendig, die kleinen Kapillaren mit Wasser zu füllen. Je kleiner die Kapillaren, desto größer ist der Druck, der erforderlich ist, um Flüssigkeit in die Kapillaren zu drücken. Der speziell interessierende Druck ist der, dem ein absorbierender Artikel während des Tragens ausgesetzt wird, der diesem durch die Bewegungen des Trägers, wie ein Sitzen, Liegen, Beugen, auferlegt wird. Somit sollten für eine modifizierte Bahn, um gleichzeitig eine Atmungsfähigkeit und eine zufriedenstellenden Auslaufleistung zu liefern, die großen Kapillaren in der Bahn klein genug sein, dass sie beim Druck, auf dem man während des Tragens stößt, nicht mit Fluid gefüllt werden. In dieser Hinsicht ist es wahrscheinlich, dass wenige große Kapillaren eine beträchtliche abträgliche Wirkung auf die Aufprallauslaufleistung der modifizierten Bahn haben. Somit liefert die mittlere Porengröße/Kapillargröße für die Auslaufleistung keine so gute Anzeige wie der Bestand der großen Poren/Kapillaren. Die bevorzugte mikroporöse Bahn sollte wenige große Kapillaren aufweisen, wobei die Durchmesser der Kapillaren vorzugsweise kleiner als 0,3 Mikrometer, noch besser kleiner als 0,2 Mikrometer und am besten kleiner als 0,1 Mikrometer sind. Es ist bekannt, dass sowohl der Durchmesser der Kapillaren als auch die Oberflächenspannung zwischen dem Fluid und den Wänden der Kapillaren die Auslaufleistung beeinflusst. Somit sollte die Bahn vorzugsweise aus einem hydrophoben Material, das eine ausreichend hohe Oberflächenspannung innerhalb der Kapillare liefert, so dass sie einem Füllen durch Flüssigkeiten bei niedrigen Druckwerten widersteht, hergestellt werden. Bahnen, die aus Polyolefin-Polymeren oder Mischungen hergestellt sind, sind im allgemeinen hydrophob und werden speziell bevorzugt.
Das Verfahren der zunehmenden Dehnung, das die hier beschriebenen Walzenkonfigurationen verwendet, ist für das Modifizieren der Bahn, um die ausgeglichenen Eigenschaften der Atmungsfähigkeit und der Flüssigkeitsundurchlässigkeit zu erzielen von speziellem Nutzen, da durch das Verfahren der zunehmenden Dehnung weniger große Poren und Kapillaren gebildet werden. Es wurde herausgefunden, dass weitere Verbesserungen bei den Eigenschaften durch das Steuern gewisser Verfahrensparameter erzielt werden können. Beispielsweise haben die Anmelder herausgefunden, dass durch das Erhitzen der Bahn auf eine ausreichende Temperatur über der Umgebungstemperatur, während die zunehmende Dehnoperation durchgeführt wird, und das Steuern anderer Verfahrensparameter, wie der lokalen Beanspruchungsrate, Bearbeitungsparametern und der Bahngeschwindigkeit, spezielle vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden können. Am wichtigsten ist es, dass die passend gesteuerten Verfahrensparameter die Ausbildung großer Poren/Kapillaren, die schädlich für die Fluidundurchlässigkeit sind, unterdrücken oder reduzieren.
Wie oben diskutiert wurde, ergibt sich in einem zunehmenden Dehnungsverfahren der vorliegenden Erfindung eine nicht gleichförmige Verteilung der lokalen Beanspruchungen über der Spannweite zwischen benachbarten Zähnen, was zu einem nicht gedehnten Bahnabschnitt 30, einem gezogenen Abschnitt 32 und einem Zwischen- oder Kragenabschnitt 31 führt.
Die Anmelder haben herausgefunden, dass die Poreninitiierung und das Wachstum im Kragenbereich einem Modus einer "raschen Auslösung (rapid nucleation)" folgt. Das heißt, mehrere Mikroporen werden gleichzeitig durch die porenbildenden Mittel, die im polymeren Matrixmaterial verteilt sind, initiiert. Somit wird die gesamte angelegte Beanspruchung im wesentlichen gleichförmig zwischen den wachsenden Mikroporen verteilt. Die sich ergebende mikroporöse Bahn neigt dazu, eine Vielzahl relativ kleiner Poren ziemlich gleichförmiger Größe zu haben, und das daraus gebildete Netzwerk der Kapillaren weist auch ziemlich gleichförmige Durchmesser auf. Wie oben diskutiert wurde, weist eine solche mikroporöse Bahn eine gute Atmungsfähigkeit und eine gute Fluidundurchlässigkeit auf.
Im Gegensatz dazu wird bei einem nicht inkrementellen Dehnverfahren, wo Belastungen an weit entfernten oder peripheren Abschnitten einer Bahn aufgebracht werden, das Bahnmaterial ohne eine solche Kragenbildung gleichförmig gedehnt. Die Poreninitiierung und das Wachstum im gleichförmig gedehnten Material folgt einem Modus der "langsamen Auslösung (slow nucleation)". Einige wenige Mikroporen werden durch die porenbildenden Mittel initiiert. Diese Orte der Poreninitiierung werden zu Schwächepunkten oder Belastungskonzentrationspunkten, die zu einem beschleunigten Porenwachstum an diesen Orten führen. Somit erfährt das Bahnmaterial unterschiedliche Porenwachstumsraten an unterschiedlichen Orten. Die sich ergebende mikroporöse Bahn weist inhomogene Porengrößen und Kanaldurchmesser auf, wobei die Orte der frühen Poreninitiierung unproportional groß geworden sind. Eine solche Bahn ist sehr atmungsfähig, aber sie neigt auch dazu, ein schwerwiegendes Auslaufproblem aufzuweisen. Ein beispielhaftes, nicht inkrementelles Dehnungsverfahren umfasst das Spannen oder Walzen mit zahnlosen Walzen.
Ein Verfahrensparameter, der vorteilhafterweise im hier beschriebenen Modifikationsverfahren verwendet werden kann, ist die Temperatur der modifizierten Bahn. Es wurde herausgefunden, dass wenn die Bahn bei einer Temperatur modifiziert wird, die ausreichend über der Umgebungstemperatur liegt, der dazwischen liegende Bahnabschnitt 31, wo die Verformung des Bahnmaterials und die Poreninitiierung/das Porenwachstum auftreten, expandiert. Somit werden mehr der Poren und Kanäle bevorzugter Größe in der breiteren Kragenzone im dazwischen liegenden Bahnabschnitt ausgebildet, was zu einer höheren Atmungsfähigkeit führt, während dennoch die Flüssigkeitsundurchlässigkeit aufrecht gehalten wird. Die Bahntemperatur sollte typischerweise mindestens un gefähr 45 °C, vorzugsweise mindestens ungefähr 55 °C und am besten mindestens 65 °C betragen. Die erhöhte Bahntemperatur kann durch ein Vorheizen der Bahn, ein Erwärmen des Werkzeugs oder durch beide Maßnahmen erzielt werden. In Abhängigkeit vom in der Bahn verwendeten Polymermaterial sollte die Temperatur der Bahn nicht so hoch sein, dass sich die Bahn bis zu einem Grad erweicht oder schmilzt, so dass die Bahn ihre mechanische Festigkeit wesentlich verliert. Typischerweise sollte die Bahntemperatur nicht mehr als ungefähr 120 °C, vorzugsweise nicht mehr als ungefähr 105 °C und noch besser nicht mehr als ungefähr 90 °C betragen. Für Bahnen aus Polyolefinmaterialien wird eine Bahntemperatur im Bereich von ungefähr 45 °C bis ungefähr 95 °C bevorzugt.
Ein anderer nützlicher Verfahrensparameter ist die technische Umformgeschwindigkeit, wie sie unten berechnet wird. In einem Modifikationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung läuft eine Präkursor-Bahn zwischen mindestens einem Paar ineinander greifender Walzen hindurch, wo die Zähne auf der Walzenoberfläche die Bahn inkrementell dehnen.
16 zeigt eine repräsentative Geometrie für Zähne auf zwei ineinander greifenden Walzen, wobei R_T1 und R_T2 die Spitzenradien der Zahnprofile sind, P der Zahnabstand ist, und E die Tiefe des Eingriffs darstellt.
Die Eingriffstiefe E ist eine Funktion der Zeit:
wobei Di der Walzendurchmesser ist, und t einen Wert aufweist, der von null (bei der Initiierung des Eingriffs) bis T (beim totalen Eingriff oder gerade vor der Initiierung des Lösens) reicht. T kann folgendermaßen berechnet werden:
Die mittlere lokale Verformung, Verformung(t), hängt vom Abstand P, der Länge zwischen der Tangente der Zahnspitzen L(t) und der Umwicklungslänge auf den Zahnspitzen S(t) ab:
Die mittlere lokale Verformungsgeschwindigkeit kann berechnet werden, indem man die Ableitung der mittleren lokalen Verformung nimmt, und die technische Verformungsgeschwindigkeit wird durch das Setzen der zweiten Ableitung der mittleren lokalen Verformung zu null(das ist das Maximum der Kurve der mittleren lokalen Verformungsgeschwindigkeit über der Zeit) be rechnet. Wie oben gezeigt wurde, ist die technische Verformungsgeschwindigkeit eine Funktion verschiedener Werkzeug- und Betriebsvariablen, die den Walzendurchmesser, den Zahnabstand (der die Spannweite zwischen benachbarten Zähnen bestimmt), die Tiefe des Eingriffs der Zähne, den Walzendurchmesser, die Bahngeschwindigkeit (die die Eingriffsgeschwindigkeit bestimmt) und den Zahnspitzenradius einschließen. Beispielhafte Walzen, die für eine Verwendung hier geeignet sind, können Durchmesser von ungefähr 6 bis ungefähr 24 Inch (15,24 cm bis 60,96 cm), einen Zahnabstand von ungefähr 0,030 bis ungefähr 0,100 Inch (0,762 bis 2,54 mm), und einen Zahnspitzenradius von ungefähr 0,004 bis ungefähr 0,006 Inch (0,102 bis 0,152 mm) aufweisen.
Eine modifizierte Bahn, die zufriedenstellende Eigenschaften (wie eine Durchlässigkeit für Wasserdampf/Luft und eine Undurchlässigkeit für Flüssigkeiten) aufweist, kann über ein lokales Dehnverfahren bei Raumtemperatur erhalten werden, wenn die technische Verformungsgeschwindigkeit optimiert wird. Beispielsweise kann eine Polyolefinbahn so modifiziert werden, dass sie eine wünschenswerte Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (MVTR) und einen wünschenswerten Flüssigkeitsaufprallwert aufweist. Typischerweise können eine MVTR von mindestens 2000 g/m²/24 h und ein Flüssigkeitsaufprallwert von weniger als 10 g/m² erzielt werden, wenn die Bahn bei einer Temperatur, die von Umgebungstemperatur bis 110 °C, und vorzugsweise von ungefähr 45 °C bis ungefähr 95 °C reicht, und bei einer technischen Verformungsgeschwindigkeit im Bereich von ungefähr 50 s^–1 bis ungefähr 1650 s^–1, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 150 s^–1 bis ungefähr 1100 s^–1 und noch besser im Bereich von ungefähr 350 s^–1 bis ungefähr 900 s^–1 modifiziert wird. Eine modifizierte Bahn, die die gewünschten Eigenschaften besitzt, kann bei einer minimalen Bahngeschwindigkeit von ungefähr 30 m/min und einer maximalen Bahngeschwindigkeit bis hin zu ungefähr 150 m/min, und vorzugsweise bis hin zu 300 m/min und noch besser bis hin zu 365 m/min erhalten werden. Somit liefert die vorliegende Erfindung ein ökonomisches Verfahren für die Herstellung einer atmungsfähigen, für Flüssigkeiten undurchlässigen und kleiderartigen Bahn mit einer hohen Produktionsstraßengeschwindigkeit.
VERBINDEN DER NONWOVEN-BAHN MIT EINER FOLIE UM EIN LAMINAT AUSZUBILDEN
9 zeigt einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung, die Verbindung einer Oberflächen einer Nonwoven-Bahn 5 an einer Verbindungsstation 13 mit einer Polymerfolie 11, um eine zusammengesetzte Bahn 12, die als eine Unterschicht für einen absorbierenden Einwegartikel, wie eine Einwegwindel oder dergleichen, verwendet werden kann, zu liefern. Die Folie 11 kann eine Polyolefinfolie, vorzugsweise eine Polyethylenfolie sein und bildet eine Schicht einer zusammengesetzten Unterschicht, die eine flüssigkeitsundurchlässige Barrierefolie und mindestens eine Schicht aus einer dünnen Nonwoven-Schicht, die an mindestens einer Oberfläche der Folie befestigt ist, bildet.
Die Bahn 5 und/oder die Polymerfolie 11 der 9 kann eine Präkursor-Bahn oder eine Folie sein, die modifiziert werden kann, um eine verbesserte Atmungsfähigkeit aufzuweisen, durch eine geeignete Behandlung der Bahn oder der Folie, wie das in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist. Alternativ können die Bahn 5 und/oder die Polymerfolie 11 modifiziert werden, bevor sie zu einem Laminat verbunden werden.
Das Folienmaterial kann mit dem Nonwoven-Material an der Verbindungsstation 13 auf verschiedene Arten, die die thermische Laminierung, die Klebstofflaminierung, die direkte Laminierung durch Extrusion und die Vakuumlaminierung einschließen, wobei jedes der Verfahren Fachleuten wohl bekannt ist, verbunden werden. Das Folienmaterial kann eine vorgeformte Folie sein und es kann modifiziert sein, wie das vorher beschrieben wurde, um ihm eine Atmungsfähigkeit zu verleihen, bevor es mit dem Nonwoven-Material verbunden wird. Vorzugsweise werden die Folie 11 und das Nonwoven 5 miteinander verbunden, bevor die Folie atmungsfähig gemacht wird, wonach die sich ergebende zusammengesetzte Bahn 12 zwischen geeigneten Formierwalzen an der Modifikationsstation 16 hindurch geführt werden kann, um die zusammengesetzte Bahn lokal zu dehnen, um somit der Folienkomponente der zusammengesetzten Bahn eine Atmungsfähigkeit zu verleihen. Dies ermöglicht es, dass die Eigenschaften der Nonwoven-Bahn in gewünschter Weise modifiziert werden, ohne gleichzeitig in unerwünschter Weise die strukturelle Integrität der Folie und/oder des Verbundstoffs zu beeinflussen.
Das Verbinden der nicht faserigen Polymerfolie mit einer faserförmigen Nonwoven-Bahn, um eine zusammengesetzte Bahn auszubilden, kann durch das Erhitzen der Bahn und/oder der Folie bis zu ihrer Erweichungstemperatur und das anschließende leichte Zusammenpressen der Bahn und der Folie, so dass die Bahn und die Folie ausreichend aneinander haften, um nach dem Auskühlen eine verbundene, einstöckige, zusammengesetzte Bahn zu bilden, erzielt werden. Das Pressen kann an der Verbindungsstation 13, die in 9 gezeigt ist, durchgeführt werden. Alternativ können statt dem Erhitzen der Bahn und/oder der Folie die Komponenten der zusammengesetzten Bahn durch das Aufbringen eines geeigneten Klebstoffs auf die Materialien, wie des Klebstoffs H2511, der von Findley Adhesives, Inc., aus Milwaukee, Wisconsin erhältlich ist, und dem anschließenden leichten Zusammenpressen der Materialien an der Verbindungsstation 13, so dass sie in ausreichender Weise aneinander haften, um eine verbundene zusammengesetzte Bahn auszubilden, nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist, verbunden werden. Wenn ein Klebstoff verwendet wird, um die Materialien miteinander zu verbinden, wird der Klebstoff vorzugsweise auf eines oder beide Materialien in einem diskontinuierlichen Muster aufgebracht, um die nicht aktivierte Präkursor-Folie nicht vollständig zu beschichten, und um nicht alle Mikroporen an der Oberfläche einer im Vorhinein aktivierten Präkursor-Folie zu füllen.
Als weitere Variante des Verfahrens zum Verbinden eines Polymer-Präkursor-Materials mit einer Nonwoven-Bahn kann eine Schicht eines Polymer-Präkursor-Materials mittels Extrusion auf eine der Oberflächen der Nonwoven-Bahn aufgebracht werden. In diesem Fall ist, durch die erhöhte Temperatur des Polymermaterials, wenn es von einem Extruder auf die Nonwoven-Bahn austritt, das extrudierte Material ausreichend klebrig, so dass es mindestens an Abschnitten der Oberfläche der Nonwoven-Bahn haftet. Wenn die Temperatur des extrudierten Materials ausreichend hoch ist, so kann auch ein gewisses Schmelzen der Oberflächenfasern der Nonwoven-Bahn stattfinden, was nach dem Abkühlen sogar eine noch festere Verbindung zwischen dem Polymer-Präkursor-Material und der Nonwoven-Bahn ergibt.
In einem anderen Verfahren kann eine Polymer-Präkursor-Folie auf eine Oberfläche der Nonwoven-Bahn durch eine Laminierung des Präkursor-Folienmaterials auf die modifizierte Bahn aufgebracht werden.
Die sich ergebende zusammengesetzte Bahnstruktur kann dann zwischen einem Paar einander gegenüber liegender ineinander greifender Formierwalzen 16, 17 in der Modifikationsstation 14 hindurchgeführt werden. Die Formierwalzen der Station 16 können eine Oberflächenkonfiguration und eine strukturelle Anordnung ähnlich den Formierwalzen, die hier oben beschrieben wurden, aufweisen. Es wurde herausgefunden, dass die Interaktionen zwischen der Folie und der Nonwoven-Bahn während dem Dehnen die Ausbildungsart der "schnellen Einleitung" der Porenausbildung in der Folienkomponente fördert. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass diese Interaktionen zwischen der Folie und der Nonwoven-Bahn in einem sehr viel kleineren Maßstab analog zu den Kontakten zwischen der Zahn- und der Bahnoberfläche, die die nicht gleichförmigen lokalen Verformungen und eine Vielzahl von Nackenbereichen liefern, was zu einer gleichförmigeren Größe der Poren und Kapillaren führt, ist. Zusätzlich bewirken die Kontakte in kleinerem Maßstab in einem Laminat, dass das Laminat mehr für Faktoren empfänglich ist, die die Kragenbildung fördern (beispielsweise die Temperatur).
Ein zusätzlicher Walzschritt kann, sofern es gewünscht wird, verwendet werden, um die modifizierte zusammengesetzte Bahn 18 seitlich zu dehnen, um weiter ihr Basisgewicht und somit ihre Kosten pro Flächeneinheit zu reduzieren. Die Formen der Zähne und Rillen, der Abstand der Achsen der Formierwalzen und der Grad des Eingriffs der einander gegenüber liegenden Zähne und Rillen des zweiten Satzes von Formierwalzen sind so ausgebildet, dass die Querbahn-Breite der austretenden zusammengesetzten Bahn vorzugsweise ungefähr 10 % bis ungefähr 200 %, noch besser ungefähr 10 % bis ungefähr 100 % und am besten ungefähr 10 % bis ungefähr 50 % der eintretenden zusammengesetzten Bahn entspricht.
MODIFIZIERTE BAHNEN ALS KOMPONENTEN EINER EINWEGWINDEL
Eine modifizierte Bahn der vorliegenden Erfindung liefert typischerweise eine MVTR von mindestens 2000 g/m²/24 h, vorzugsweise von mindestens 3000 g/m²/24 h und noch besser von mindestens 4000 g/m²/24 h, und einen dynamischen Fluidaufprallwert von weniger als 10 g/m², vorzugsweise von weniger als 7 g/m², noch besser von weniger als 5 g/m² und am besten von weniger als 3 g/m².
Ein anderes Maß der Fluidundurchlässigkeit der modifizierten Bahn ist der Blasendruck. Wenn die Kapillaren des Teststücks vollständig mit einem Fluid mit niedriger Oberflächenspannung gefüllt sind, gibt es im wesentlichen keinen Luftdurchfluss, bis ein ausreichender Luftdruck angewandt wird, um das Fluid aus den größten Kapillaren im Teststück zu drücken. Der Durchbruchdruck ist der sogenannte "Blasendruck (bubble pressure)" des Teststücks und er hängt von der Größe der Kapillaren im Teststück ab. Die größeren Kapillaren sind diejenigen, die mit größerer Wahrscheinlichkeit einen Durchfluss während des Tragens der Windel gestatten. Eine modifizierte Bahn der vorliegenden Erfindung weist typischerweise einen Blasendruck von mindestens ungefähr 45 psi, vorzugsweise von mindestens 60 psi und noch besser von mindestens 70 psi auf.
Ein anderes Maß für die Atmungsfähigkeit der modifizierten Bahn ist die Fähigkeit, einen Luftdurchfluss bei einer mäßigen Druckdifferenz über der Bahn zu ermöglichen. Wo die MVTR ein Maß des konvektiven Flusses von Wasserdampf oder Luft durch die Bahn ist, ist der Luftdurchfluss ein Maß des erzwungenen Flusses von Wasserdampf oder Luft durch die Bahn. Somit simuliert die Luftdurchflussmessung die Bedingungen, bei denen durch die Bewegungen des Trägers, wie dem Sitzen, Liegen, Beugen und dergleichen, ein Druck auf den absorbierenden Artikel ausgeübt wird. Eine modifizierte Folie der vorliegenden Erfindung weist typischerweise einen Luftdurchflusswert, gemessen bei einer Druckdifferenz von 20 psi, von mindestens 2 Liter/m²/s, vorzugsweise von mindestens 3,5 Liter/m²/s und am besten von mindestens 5 Liter/m²/s auf.
Bei der Ausbildung einer kleiderartigen, texturierten Bahn wird die Bahn über die elastische Dehngrenze der Bahn hinaus verformt oder gedehnt, was zu einer Vielzahl von erhabenen, rippenartigen Elementen führt. Ein Maß der Zunahme in der Konturlänge der Bahnoberfläche nach der Modifikation ist die prozentuale Verformung. Um den gewünschten Komfort und Sitz eines Artikels unter Verwendung der modifizierten Bahn der vorliegenden Erfindung zu liefern, weist die modifizierte Bahn typischerweise einen prozentualen Verformungswert von mindestens ungefähr 20 %, vorzugsweise von mindestens ungefähr 40 % und noch besser von mindestens ungefähr 60 % auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die modifizierte Bahn einen prozentualen Verformungswert von ungefähr 40 % bis ungefähr 120 % auf.
Wie hier vorher erwähnt wurde, können Verbundstrukturen, die modifizierte Bahnen einschließen und die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, vorteilhafterweise als eine Komponente einer Einwegwindel verwendet werden. Die Komponente ist im allgemeinen die äußerste Komponente des Artikels, wie eine Unterschicht, und liefert eine Undurchlässigkeit für das Hindurchgehen von flüssigen Körperausscheidungen, die in einer absorbierenden Komponente des Artikels absorbiert und gehalten werden sollen. In der Ausführungsform einer Unterschicht liefert die modifizierte Bahn die gewünschte Undurchlässigkeit gegen ein Hindurchgehen von Fluiden, während sie ein Hindurchgehen von Wasserdampf und Luft gestattet. Zusätzlich ist die modifizierte Bahn als eine Unterschicht vorzugsweise flexibel, nachgiebig und weist die gewünschte weiche, kleiderartige äußere Oberflächentextur auf. Die folgende Diskussion liefert zusätzliche Information im Hinblick auf die Struktur solcher Artikel.
Im Kontext von absorbierenden Einwegartikeln bezeichnet der Ausdruck "absorbierender Artikel", wie er hier verwendet wird, allgemein Vorrichtungen, um Körperausscheidungen zu absorbieren und einzuschließen. Insbesondere bezieht er sich auf Vorrichtungen, die am oder in der Nähe des Körpers eines Trägers platziert werden, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben werden, zu absorbieren und einzuschließen. Beispielhafte absorbierende Artikel umfassen Windeln, Trainingshosen, weibliche Hygienepads, Slipeinlagen und Inkontinenzartikel für Erwachsene.
Der Ausdruck "Einweg", wie er hier verwendet wird, bezeichnet Artikel, die nicht gewaschen oder ansonsten wieder hergestellt oder erneut als absorbierender Artikel verwendet werden sollen (das heißt, sie sollen nach einem einmaligen Gebrauch weggeworfen und vorzugsweise recycelt, kompostiert oder ansonsten in einer umweltverträglichen Weise entsorgt werden).
Eine Ausführungsform eines absorbierenden Einwegartikels ist in 15 in Form der Einwegwindel 200 gezeigt. Der Ausdruck "Windel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich allgemein auf einen absorbierenden Artikel, der um den unteren Rumpf von Kindern und inkontinenten Personen getragen wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf andere Formen absorbierender Artikel, wie Inkontinenzeinlagen, Inkontinenzunterwäsche, absorbierende Einlagen, Windelhalter und Einlagen, überziehbare Windeln und Trainingshosen, weibliche Hygienekleidungsstücke und dergleichen anwendbar.
15 ist eine Aufsicht auf eine Windel 200 in ihrem flach ausgebreiteten Zustand, wobei ein Abschnitt der Struktur weggebrochen ist, um klarer die Gesamtkonstruktion des Artikels zu zeigen. Wie in 15 dargestellt ist, weist der Teil der Windel 200, der zum Körper des Trägers weist, weg vom Betrachter der Figur, und der Teil der Windel, der vom Träger nach außen in Richtung zur Unterwäsche des Trägers weist, zeigt zum Betrachter der 15. Die Windeln 200 umfasst, wie das gezeigt ist, eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 224, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 226, einen absorbierenden Kern 228, der vorzugsweise zwischen mindestens einem Teil der Oberschicht 224 und der Unterschicht 226 angeordnet ist, Seitenfelder 230, elastische Beinaufschläge 232, ein elastische Taillenelement 234 und ein Befestigungssystem, das allgemein mit 240 bezeichnet ist.
Die Windel 200 umfasst ein Chassis 222, das den Hauptkörper der Windel bildet. Das Chassis 222 umfast mindestens einen Teil des absorbierenden Kerns 228 und es umfasst vorzugsweise auch äußere Abdeckschichten, die durch die Oberschicht 224 und die Unterschicht 226 gebildet werden. Wenn der absor bierende Artikel einen getrennten Halter und eine getrennte Einlage einschließt, umfasst das Chassis 222 im allgemeinen auch den Halter und die Einlage. Beispielsweise kann ein Halter eine oder mehrere Schichten des Materials einschließen, um eine äußere Abdeckung des Artikels zu bilden, und eine Einlage kann einen absorbierenden Aufbau, der eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen absorbierenden Kern einschließt, umfassen. In solchen Fällen kann der Halter und/oder die Einlage ein Befestigungselement einschließen, das verwendet wird, um die Einlage während der Tragezeit an ihrem Platz zu halten. Bei einstückigen absorbierenden Artikeln ist das Chassis 222 jedoch die Hauptstrukturkomponente der Windel, wobei andere Elemente hinzugefügt sind, um die gesamte gezeigte Windelstruktur zu bilden.
Die Unterschicht 226 ist im allgemeinen der Teil der Windel 200, der neben der zur Kleidung weisenden Oberfläche 245 des absorbierenden Kerns 228 angeordnet ist und die dazu dient, zu verhindern, das Körperausscheidungen, die im absorbierenden Kern 228 absorbiert und eingeschlossen sind, Artikel, die in Kontakt mit der Windel 200 kommen, wie Bettwäsche und Unterwäsche, zu verschmutzen.
Obwohl die Oberschicht 224, die Unterschicht 226 und der absorbierende Kern 228 in einer Vielzahl wohl bekannter Konfigurationen zusammengefügt werden können, sind bevorzugte Windelkonfigurationen allgemein im US-Patent 3,860,003 mit dem Titel "Contractible Side Portions for Disposable Diaper", das an Kenneth B. Buell am 14. Januar 1975 erteilt wurde, im US-Patent 5,151,092 mit dem Titel "Absorbent Article with Dynamic Elastic Waist Feature Having a Predisposed Resilient Flexural Hinge", das an Buell et al. am 29. September 1992 erteilt wurde, im US-Patent 5,221,274 mit dem Titel "Absor bent Article with Dynamic Elastic Waist Feature Having a Predisposed Resilient Flexural Hinge", das an Buell et al. am 22. Juni 1993 erteilt wurde, im US-Patent 5,554,145 mit dem Titel "Absorbent Article With Multiple Zone Structural Elastic-Like Film Web Extensible Waist Feature", das an Roe et al. am 10. September 1996 erteilt wurde, im US-Patent 5,569,234 mit dem Titel "Disposable Pull-On Pant", das an Buell et al. am 29. Oktober 1996 erteilt wurde, im US-Patent 5,580,411 mit dem Titel "Zero Scrap Method For Manufacturing Side Panels For Absorbent Articles", das an Nease et al. am 3. Dezember 1996 erteilt wurde, und in der US-Patentanmeldung Nr. 5,899,895 mit dem Titel "Absorbent Article With Multi-Directional Extensible Side Panels", die am 4. Mai 1999 an Robles et al. erteilt wurde, beschrieben. Die Offenbarung aller vorangehenden Patente und der Patentanmeldung wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die modifizierte Bahn der vorliegenden Erfindung kann als eine Unterschicht 226 verwendet werden, wie das in 15 gezeigt ist. In einer Ausführungsform kann die Unterschicht 226 eine Folie sein, die durchlässig gegenüber Wasserdampf, vorzugsweise durchlässig gegenüber Luft und auch im wesentlichen undurchlässig gegenüber Flüssigkeiten ist, wie das hier oben beschrieben wurde. Beispielsweise kann eine atmungsfähige Folie oder eine Präkursor-Folie, die nachfolgend atmungsfähig gemacht wird, mit einem modifizierten Nonwoven verbunden werden, wie das hier weiter vorne beschrieben wurde. Eine atmungsfähige Unterschicht kann eine Barriere gegen das Hindurchgehen von Flüssigkeiten durch die Unterschicht liefern, während sie das Hindurchgehen von Wasserdampf und vorzugsweise Luft gestattet, was den Komfort für den Träger erhöht, indem eine Reduktion der relativen Feuchtigkeit innerhalb der Windel, wenn diese getragen wird, ermöglicht wird. In einer anderen Aus führungsform kann die Unterschicht eine zusammengesetzte Unterschicht sein, die aus einer Folie, die mit einer Nonwoven-Bahn verbunden ist, ausgebildet wird. Die Nonwoven-Bahn kann die nach außen weisende Oberfläche der Windel für eine Weichheit und ein kleiderartiges äußeres Erscheinungsbild bilden, und die undurchlässige Folie kann eine Barriere liefern, um zu verhindern, dass absorbierte Ausscheidungen die von einem Nutzer getragene Kleidung berühren oder die Bettwäsche berühren, wenn sie von einem Nutzer während des Schlafens getragen wird.
TESTVERFAHREN
Komponenten, wie die Unterschicht für absorbierende Einwegartikel, weisen vorzugsweise Wasserdampfdurchlässigkeitsraten, dynamische Fluidaufprallwerte und wünschenswerterweise Sauerstoffdurchdringungsraten, die in bevorzugte Bereiche fallen, auf. Die Testverfahren für das Bestimmen der Werte solcher Parameter für spezielle Materialien werden nachfolgend beschrieben.
Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeitsrate
Ein Maß der Atmungsfähigkeit einer Folie oder eines zusammengesetzten Materials ist die Durchlässigkeit der Folie oder des zusammengesetzten Materials gegenüber dem Hindurchgehen von Wasserdampf, was durch die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (MVTR) der Folie dargestellt wird. Im Falle von Einwegwindeln kann die Atmungsfähigkeit für beispielsweise eine zusammengesetzte Unterschicht durch das hier weiter oben beschriebene Verfahren gelie fert werden, oder durch das Verwenden einer Folie im Verbundstoff, die schon eine solche Qualität besitzt, wie das auch hier weiter oben beschrieben wurde. In dieser Hinsicht liegt die MVTR des zusammengesetzten Materials, wie einer Unterschicht, vorzugsweise bei ungefähr 500 g/m²/24 h bis ungefähr 5000 g/m²/24 h, noch besser bei ungefähr 1000 g/m²/24 h bis ungefähr 4000 g/m²/24 h, und am besten bei ungefähr 2000 g/m²/24 h bis ungefähr 3000 g/m²/24 h.
Die MVTR kann durch das Plazieren einer Menge eines hydrophilen Materials, wie Calciumchlorid, in einem porösen, oben offenen Gefäß (nicht gezeigt), das einen sich nach außen erstreckenden Flansch um die Gefäßöffnung aufweist, bestimmt werden. Ein Teil des Materials, für den die MVTR bestimmt werden soll, wird in einer überlappenden Anordnung relativ zur Gefäßöffnung platziert und befindet sich im Kontakt mit dem Flansch des Gefäßes, um das offene Ende des Gefäßes vollständig zu bedecken. Eine ringförmige Dichtung und ein ringförmiger Haltering werden dann über dem zu testenden Material platziert und sicher am Flansch des Gefäßes mittels irgend einer konventionellen Klemmvorrichtung festgeklemmt, um den Umfang der Gefäßöffnung dicht und vollständig zu verschließen, so dass eine Übertragung von Luft oder Wasserdampf nur durch das sich im Test befindliche Material erfolgen kann. Der sich ergebende Aufbau wird dann gewogen, um das anfängliche Gewicht des Gefäßes und seines Inhalts zu bestimmen.
Nachdem das anfängliche Gewicht bestimmt wurde, wird der Aufbau in einer Kammer platziert, die eine konstante Temperatur (40 °C) und eine konstante Feuchtigkeit (75 % relative Feuchtigkeit) aufweist. Das Gefäß wird unter solchen atmosphärischen Bedingungen für eine Zeitdauer von fünf (5) Stunden gehalten, wonach es aus der Kammer entfernt und sorgfältig eng mit einer un durchlässigen Folie umwickelt wird, um eine Überführung von Feuchtigkeit in und aus dem Kessel zu verhindern, und es wird ihm dann ermöglich, ein thermisches Gleichgewicht mit der Umgebungsatmosphäre, in der sich die Waage befindet, zu erreichen. Das Gleichgewicht wird in ungefähr 30 Minuten erreicht, wonach die Folieumhüllung vom Gefäß entfernt wird, und das Gefäß wieder gewogen wird, um das endgültige Gewicht des Gefäßes und seines Inhalts zu bestimmen.
Die MVTR wird dann durch die folgende Formel berechnet, die die MVTR in g/m²/24 h liefert: MVTR =[(Endgültiges Gewicht (g) – anfängliches Gewicht (g)) × 24,0] / [Probenfläche (Quadratmeter) × 5,0 Stunden)
Bestimmung des dynamischen Fluidaufprallwertes
Wenn ein begrenzter Grad der Durchlässigkeit für Wasserdampf und vorzugsweise auch Luft einer Komponente, wie einer Unterschicht, verliehen wird, ist es wichtig, dass die Undurchlässigkeit der Komponente gegenüber Flüssigkeiten nicht signifikant vermindert wird. Und zusätzlich zu den gewünschten Attributen der Undurchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten und der Durchlässigkeit für Wasserdampf und vorzugsweise Luft ist es, wenn eine Komponente, wie die Unterschicht, sich in Nicht-Last-Zuständen befindet, wünschenswert, dass im wesentlichen die gesamte Flüssigkeitsundurchlässigkeit der Komponente aufrecht gehalten wird, sogar dann, wenn der absorbierende Artikel Aufprallbelastungen unterworfen wird. Solche Belastungen können beispielsweise auf eine Unterschicht einer Windel ausgeübt werden, wenn ein Baby, das die Win del trägt, abrupt von einer stehende in eine sitzende Position geht. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, wenn die Durchlässigkeit für Flüssigkeiten unter Aufprallbedingungen weniger als ungefähr 10 g/m², noch besser weniger als ungefähr 5 g/m² und am besten weniger als ungefähr 2,5 g/m² beträgt.
Die Durchlässigkeit eines Materials unter Aufprallbedingungen kann durch einen Test, der den dynamischen Aufprallwert des Materials misst, bestimmt werden. Der "dynamische Aufprallwert" eines Materials, wie er hier verwendet wird, ist ein Wert, der auf der Aufprallenergie basiert, die ein Baby von im Mittel 20 lb auf eine gesättigte Windel ausübt, wenn es fällt oder abrupt von einer stehende Position in eine sitzende Position geht. Im wesentlichen ist der dynamische Aufprallwert ein Maß der Menge von Flüssigkeit, die durch ein Material unter Aufprallbedingungen hindurch geht.
Die Bestimmung des dynamischen Aufprallwerts für ein spezielles Material kann durch das aufbringen einer Aufprallbelastung von 20 Joule (14,75 ft-lb.) über einer Fläche von 13,5 in² des Materials oder von 2300 Joule/m² durchgeführt werden. Die Aufprallbelastung eines Teststücks kann auf verschiedene Arten, wie beispielsweise durch eine Vorrichtung 180, die in 14 gezeigt ist, durchgeführt werden. Die Vorrichtung 180 umfasst einen drehbaren Hebel 182, der ein Gewicht 184 an seinem äußeren Ende aufweist. Das Gewicht 184 weist eine Aufprallfläche von 0,00317 m² auf, um ein Teststück 186 zu berühren. Um die Haut und das Körperfett eines Babys zu simulieren, ist ein Schaumaufprallkissen 188 auf der Basis 190 der Vorrichtung und gegenüber dem Gewicht 184 angeordnet. Ein geeignetes Schaumkissen ist von der American Excelsior Corp. aus Cincinnati, Ohio erhältlich und es handelt sich um ein 1 Inch dickes Polyurethanschaumkissen, das eine Komprimierung von 15,3 % bei einer aufgebrachten Belastung von 1 psi zeigt. Das Aufprallkissen 188 ist vorzugsweise ein Kissen aus vernetztem Kautschukschaum der Größe 5 Inch auf 5 Inch, es ist mit Kohle gefüllt und weist eine Dichte von 0,1132 g/cm³ und eine Dicke von 0,3125 Inch auf.
Eine nasse Windel wird durch Vorsehen eines kreisförmigen Kissens 192 in der Form eines Abschnitt von CMC517 Material, das von Weyerhaeuser Inc. aus Columbus, Mississippi erhältlich ist, mit einem Durchmesser von 2,5 Inch simuliert. Das Kissen 192 weist ein Basisgewicht von 228 g/m² und eine Dicke von 0,127 Inch, gemessen unter einer Belastung von 0,2 psi, auf. Das Kissen wird mit simuliertem Urin (Trition X-100, 0,0025 % (Gewicht/Volumen), der von der Union Carbide Corp. aus Danbury, Connecticut erhältlich ist) gesättigt, so dass das gesättigte Gewicht ein 10-fach höheres Gewicht als das trockene Kissen aufweist.
Das kreisförmige Kissen 192 wird gesättigt und gegen die Aufpralloberfläche des Gewichts 184 durch das Material 194, für das die Aufpralldurchlässigkeit bestimmt werden soll, gehalten. In dieser Hinsicht kann ein Testblatt des Materials der Größe 10 Inch auf 10 Inch vorgesehen werden, wobei die äußere Oberfläche des Materials (das ist die Oberfläche, die eine äußere Oberfläche eines absorbierenden Artikels sein würde) nach unten weist. Das Material 194 wird über dem Kissen 192 aufgebracht und an der Aufpralloberfläche des Gewichts 184 durch ein Gummiband 196 oder dergleichen befestigt.
Das Gewicht 184 ist ausgelegt, um ein Stück trockenes Filterpapier 198, das beispielsweise ein Filterpapier sein kann, das von Whatman Inc. aus Haverhill, MASS (#2 Filterpapier, mit einem Durchmesser von ungefähr 100 mm, What man Katalognummer 1002 150) erhältlich ist, aufprallen zu lassen. Das anfängliche Gewicht des trockenen Filterpapiers wird bestimmt, und das Filterpapier wird in einer Position auf dem Energie absorbierenden Aufprallkissen 188, das auf der Basis 190 angeordnet ist, platziert.
Das Gewicht 184 mit der simulierten Windel (gesättigter Kern 192 und darüber liegendes Unterschichtmaterial 186) wird auf das Filterpapier von einer Höhe fallengelassen, die berechnet wird, um die gewünschte Aufprallbelastung auf die simulierte Windel auszuüben. Jede Flüssigkeit, die durch das Material als Ergebnis des Aufpralls hindurch gelangt, wird auf dem Filterpapier aufgenommen. Das Gewicht 184 darf an seinem Platz auf dem Filterpapier 198 für eine Zeitdauer von 2 Minuten nach dem Aufprall verbleiben. Danach wird das dem Aufprall unterworfene Filterpapier auf einer Waage platziert, und wenn drei Minuten seit der Zeit des Aufpralls vergangen sind, wird das Gewicht des dem Aufprall unterworfenen Filterpapiers bestimmt. Der dynamische Aufprallwert wird gemäß der folgenden Formel berechnet: DIV = Filtermassenänderung (Gramm) / Aufprallfläche (Quadratmeter)
Luftdurchflussrate
Die Luftdurchflussrate des Materials kann durch das Platzieren eines Teils des Materials zwischen einer gesinterten Scheibe aus rostfreiem Stahl (die eine hohe Porosität und eine Porengröße im Bereich von 5 bis 10 um aufweist) und einer kreisförmigen Dichtung, und das feste Einklemmen in die Testbefestigung eines Kapillarflussporometer (erhältlich von PMI, Ithaca, NY) bestimmt werden. Das Flussporometer ist programmiert, um die Luftdurchflussrate über dem Teststück über einem Bereich aufgebrachter Luftdruckwerte zu messen. Die Luftdurchflussrate der Folie wird bestimmt, indem die Luftdurchflussrate bei 20 psi abgelesen wird. Damit diese Messung genau ist, sollte die Luftdurchflussrate der gesinterten Scheibe aus rostfreiem Stahl mehr als 100 mal größer als die, die für das Teststück gemessen wird, sein. Die Luftdurchflussrate des Teststücks wird als die Luftdurchflussrate in Liter/Sekunde geteilt durch die Probenfläche innerhalb der ringförmigen Dichtung in Quadratmeter ausgedrückt.
Blasendruck
Der Blasendruck des Materials kann durch das vollständige Füllen der Kapillaren des Teststücks mit Porewick^TM mit einer geringen Oberflächenspannung (erhältlich von PMI, Ithaca NY), das Platzieren des gesättigten Teststücks zwischen einer gesinterten Scheibe aus rostfreiem Stahl und einer ringförmigen Dichtung, und das feste Einklemmen in die Testbefestigung eines Kapillarflussporometers (erhältlich von PMI, Ithaca, NY) bestimmt werden. Das Kapillarflussporometer ist programmiert, um den Blasendruck bei einer Flussrate von 50 cc/Minute und einem V/PT-Faktor von 30 aufzuzeichnen. Damit diese Messung genau sein kann, sollten die Poren der gesinterten Scheibe aus rostfreiem Stahl größer als ungefähr drei Mikrometer und kleiner als ungefähr 15 Mikrometer sein. Das Instrument zeichnet den Blasendruck des Teststücks automatisch auf.
Verfahren zur Messung der prozentualen Verformung
Die prozentuale Verformung liefert ein Maß der Zunahme in der Länge der Kontur der Oberfläche der Bahn nach der Modifikation. Diese Messung wird durch das Aktivieren der Bahn unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in 2 gezeigt ist, durchgeführt. Vor der Modifikation werden ein Paar 100 mm voneinander entfernte Linien auf dem Teil des Teststücks rechtwinklig zur Richtung der Bahndehnung gezogen. Eine geeignete Zugtestvorrichtung, die mit einem Kraftmessaufnehmer, der auf kleine Kräfte reagiert, ausgerüstet ist, sollte verwendet werden. Die Greifer (pneumatisch betätigt, vom Typ mit flacher Fläche) werden auf eine Messlänge von 100 mm eingestellt. Das Teststück wird so montiert, dass die Linien mit den Rändern der Greifer zusammenfallen. Die Last-Verschiebungs-Daten werden bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 0,1 cm/Sekunde gesammelt. Die Verschiebung, bei der die Last oberhalb von ungefähr 5 Gramm/cm der Probenbreite zunimmt, wird aufgezeichnet. Die prozentuale Verformung des Teststücks wird aufgezeichnet als: Prozentuale Verformung = [Verschiebung (mm) / 100 mm] × 100%
Für eine voraktivierte Bahn, das heißt, die Bahn wurde in einem Vorformungsverfahren gedehnt, bevor sie durch das Formungsverfahren der vorliegenden Erfindung modifiziert wurde, ist die prozentuale Verformung der modifizierten Bahn eine "Restverformung".
BEISPIELE
Beispiel 1
Eine Polyethylenverbindung, die darin verteilte Calciumcarbonatteilchen aufweist, wird unter Verwendung eines konventionellen Extruders extrudiert. Eine Folienbahn weist eine Dichte von ungefähr 49 g/m² auf. Die Folienbahn wird inkrementell gemäß dem hier beschriebenen und schematisch in 1 gezeigten Verfahren gedehnt. Das Verfahren verwendet Formierwalzen mit einem Durchmesser von 6 Inch (15,24 cm). Die Bahn und das Werkzeug können sich auf Umgebungstemperatur befinden oder sie können, wie das gesagt wurde, auf eine höhere Temperatur erwärmt werden. Die Tabelle 1 zeigt die Verfahrensparameter und die Eigenschaften der sich ergebenden atmungsfähigen Bahn. Die Formierwalzen weisen die Zahn- und Rillenkonfiguration der 2 auf.
Tabelle I
Tabelle I (Fortsetzung)
Beispiel 2
Ein Präkursor-Laminat aus einem Nonwoven und einer Folie wird über eine Klebstoffbindung hergestellt. Das Nonwoven ist eine kardierte Nonwoven-Bahn aus Zweikomponentenfasern, die die Konfiguration einer Polyethylenhülle und eines Polypropylenkerns aufweisen. Die Nonwoven-Bahn weist eine Dichte von 22 g/m² auf. Die Präkursor-Folie (das ist die nicht modifizierte Folie) ist aus einem Polyethylen/Calcium-Carbonat hergestellt und weist eine Dichte von ungefähr 46 g/m² auf, und sie wird mittels Extrusion mit der Nonwoven-Bahn verbunden. Das nicht modifizierte Laminat wird inkrementell gemäß dem hier beschriebenen Verfahren gedehnt. Das Verfahren ist schematisch in 9 gezeigt. Das Verfahren verwendet Formierwalzen mit einem Durchmesser von 6 Inch (15,24 cm). Die Bahn und das Werkzeug können auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmt werden, wie das dargestellt wurde. Die Tabelle II zeigt die Verfahrensparameter und die Eigenschaften der sich ergebenden atmungsfähigen Bahn. Die Formierwalzen weisen die Zahn- und Rillenkonfiguration der 2 auf.
Tabelle II
Beispiel 3
Das nicht modifizierte Laminat des Beispiels 2 wird durch ein zweistufiges Formierverfahren voraktiviert. Die erste Stufe ist eine CD-Dehnung und die zweite Stufe ist eine MD-Dehnung. Das Voraktivierungsverfahren verwendet Formierwalzen, die einen Durchmesser von 6 Inch (15,42 cm) und eine Zahn- und Rillenkonfiguration der 2 besitzen, und es wird bei einer Bahngeschwindigkeit von ungefähr 150 m/min und einer Bahntemperatur von ungefähr 60 °C betrieben. Das voraktivierte Laminat wird dann dem Formierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterworfen. Die Bahn und das Werkzeug können Umgebungstemperatur aufweisen, oder sie können, wie das gesagt wurde, auf eine höhere Temperatur erwärmt werden. Tabelle III zeigt die Verarbeitungsparameter und die Eigenschaften der sich ergebenden atmungsfähigen Bahn. Die Formierwalzen weisen die Zahn- und Rillenkonfiguration der 2 auf.
Tabelle III
Beispiel 4
Die Folienbahn des Beispiels 1 wird gemäß dem hier beschriebenen und in 1 schematisch gezeigte Verfahren inkrementell gedehnt. Das Verfahren verwendet Formierwalzen mit einem Durchmesser von 6 Inch (15,24 cm). Die Bahn und das Werkzeug werden auf eine Temperatur von 65 °C erwärmt. Tabelle IV zeigt die Verarbeitungsparameter und die Eigenschaften der sich ergebenden atmungsfähigen Bahn. Die Formierwalzen haben die Zahn- und Rillenkonfiguration, die eine modifizierte Bahn erzeugt, wie das in 10 gezeigt ist.
Tabelle IV
Beispiel 5
Ein nicht modifiziertes Laminat wird gemäß dem hier beschriebenen Verfahren inkrementell gedehnt. Das Laminat umfasst eine kardierte Nonwoven-Bahn aus Polypropylen-Fasern und eine Folie aus Polyethylen/Calcium-Carbonat. Die Nonwoven-Bahn weist eine Dichte von 18 g/m² auf, und die Folie weist eine Dichte von ungefähr 35 g/m² auf und wird mittels Extrusion mit der Nonwoven-Bahn verbunden. Das Verfahren verwendet Formierwalzen mit einem Durchmesser von 6 Inch (15,24 cm). Die Bahn und das Werkzeug werden auf 65 °C erwärmt. Tabelle V zeigt die Verarbeitungsparameter und die Eigenschaften der sich ergebenden atmungsfähigen Bahn. Die Formierwalzen haben die Zahn- und Rillenkonfiguration, die eine modifizierte Bahn erzeugt, wie das in 10 gezeigt ist.
Tabelle V
Beispiel VI
Dieses Beispiel zeigt, das die geeignete Steuerung von Verfahrensparametern zu speziell gewünschten Eigenschaften in den sich ergebenden Folienbahnen führen kann. Die unten stehende Tabelle VI zeigt die Wirkung von Verfahrenszuständen und die vorteilhaften Eigenschaften des sich ergebenden Materials. Das Material, das dem Verfahren unterworfen wird, ist eine Polyolefin/Calcium-Carbonat-Folie mit 49 g/m².
Tabelle VI
Obwohl spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, werden Fachleute erkennen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Somit sollen mit den angefügten Ansprüchen alle diese Änderungen und Modifikationen, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, umfasst werden.

Claims

Atmungsaktive Bahn mit einer mikroporösen Folie, dadurch gekennzeichnet, dass die atmungsaktive Bahn aufweist eine MVTR von mindestens 2000 g/m²/24h, vorzugsweise von mindestens 3000 g/m²/24h und bevorzugter von 4000 g/m²/24h; einen dynamischen Fluid-Aufprall-Wert von weniger als 10 g/m², vorzugsweise von weniger als 7 g/m², bevorzugter von weniger als 5 g/m² und am Bevorzugtesten von weniger als 3 g/m²; einen Blasen-Druck von mindestens 45 psi, vorzugsweise von mindestens 60 psi und bevorzugter von mindestens 70 psi; und einen Luft-Durchfluss von mindestens 2 Liter/m²/s, vorzugsweise von mindestens 3,5 Liter/m²/s und bevorzugter von mindestens 5 Liter/m²/s, und wobei die mikroporöse Folie eine mittlere Porengröße von weniger als 0,4 μm aufweist.
Atmungsaktive Verbundbahn mit einer mikroporösen Folie und einer mit der mikroporösen Folie in Seite-an-Seite-Beziehung verbundenen Nonwoven-Bahn, um eine atmungsaktive Verbundbahn zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die atmungsaktive Verbundbahn aufweist eine MVTR von mindestens 2000 g/m²/24h, vorzugsweise von mindestens 3000 g/m²/24h und bevorzugter von 4000 g/m²/24h; einen dynamischen Fluid-Aufprall-Wert von weniger als 10 g/m², vorzugsweise von weniger als 7 g/m², bevorzugter von weniger als 5 g/m² und am Bevorzugtesten von weniger als 3 g/m²; und einen Blasen-Druck von mindestens 45 psi, vorzugsweise von mindestens 60 psi und bevorzugter von mindestens 70 psi, und wobei die mikroporöse Folie eine mittlere Porengröße von weniger als 0,4 μm aufweist.
Atmungsaktive Bahn nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine Vielzahl erster Bereiche und eine Vielzahl zu den ersten Bereichen benachbarter zweiter Bereiche, wobei die zweiten Bereiche vorspringende rippenartige Elemente umfassen.
Atmungsaktive Bahn nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die atmungsaktive Bahn eine prozentuale bleibende Verformung von mindestens ungefähr 40 % und vorzugsweise von mindestens ungefähr 60 % aufweist.
Atmungsaktive Bahn nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mikroporöse Folie eine mittlere Porengröße von weniger als ungefähr 0,3 μm aufweist.
Atmungsaktive Bahn nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mikroporöse Folie aufweist ein thermoplastisches Polymer, das gewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen und Copolymeren, Polyestern und Copolymeren, Polyurethanen und Copolymeren, Polyamiden und Copolymeren und deren Gemischen, und ein Poren-bildendes Mittel, das darin dispergiert ist, und wobei die Nonwoven-Bahn Fasern aufweist, die gewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen und Copolymeren, Polyestern und Copolymeren, Polyamiden und Copolymeren, Zellulose-Derivaten und deren Gemischen.
Verfahren zur Herstellung der atmungsaktiven Bahn nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a. Bereitstellen einer Präkursor-Bahn, die aufweist eine polymere Folie mit einem darin dispergierten, Poren-bildenden Mittel und optional, verbunden mit der polymeren Folie, eine Nonwoven-Bahn; b. Führen der Präkursor-Bahn in einer Bahn-Bewegungs-Richtung zu einem Paar gegenüberliegender, ineinander eingreifender Formierwalzen, wobei jede Formierwalze eine Vielzahl axial beabstandeter, peripher verlaufender, alternierender radialer Zähne und intervenierende Rillen aufweist, und wobei die Zähne einer Walze gegenüber den Rillen der gegenüberliegenden Walze vorgesehen sind und sich in diese erstrecken; und c. Durchführen der Präkursor-Bahn zwischen den Formierwalzen, während sich die Bahn auf einer Temperatur befindet, die hinreichend über der Umgebungstemperatur liegt, und bei einer technischen Umformgeschwindigkeit von 50 s^–1 bis 1650 s^–1, vorzugsweise von 160 s^–1 bis 1100 s^–1 und bevorzugter von 350 s^–1 bis 900 s^–1, und mechanisches Modifizieren der Präkursor-Bahn, μm eine atmungsaktive Bahn zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Bahn-Geschwindigkeit im Schritt (c) von 30 bis 365 m/min reicht.
Absorbierender Wegwerf-Artikel mit einer Decklage, die dem Körper des Trägers zugewandt ist, wenn der Artikel getragen wird, einer Außenlage, die dem Körper des Träger abgewandt ist, wenn der Artikel getragen wird, und einem zwischen der Decklage und der Außenlage angeordneten absorbierenden Kern, wobei der Artikel eine Komponente umfasst, die als ein Element davon die atmungsaktive Bahn nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.