DE69838299T2

DE69838299T2 - Mehrschichtwerkstoff, verwendbar als schlaufenbefestiger-komponente

Info

Publication number: DE69838299T2
Application number: DE69838299T
Authority: DE
Inventors: Ann Louise Cumming MCCORMACK; William Bela Kennesaw HAFFNER
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1997-09-15
Filing date: 1998-09-15
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: KR100573643B1; EP1023173A1; AU739026B2; RU2196047C2; BR9815381A; WO1999014045A1; ID24928A; AU9483298A; DE69838299D1; CN1090085C; PL339305A1; CN1270556A; TR200000705T2; ZA987675B; AR017049A1; CA2301099A1; KR20010023962A; EP1023173B1; US6589638B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Kompositmaterialien, welche derart konstruiert werden können, so dass sie Anwendungen als atmungsaktive Barrieren haben, und die insbesondere geeignet sein könnten als eine Komponente von Befestigern des Haken und Schlaufen-Typs (Klettverschluss), typisiert durch diejenigen, welche von VELCRO INTERNATIONAL in breitem Umfang vertrieben werden und nunmehr von zahlreichen Quellen erhältlich sind für Anwendungen von Schuhverschlüssen zu Golfhandschuhen und vielen anderen, bei denen eine nicht-dauerhafte Befestigung erwünscht ist. Diese Befestiger umfassen grundsätzlich ein Hakenelement und ein Schlaufenelement, die sich beim Zusammenpressen in einer Weise verhaken, die Scherkräften widersteht, aber getrennt werden können, wenn sie einem gewünschten Niveau einer Ablösekraft ausgesetzt werden. Die Konstruktion dieser Elemente ist mittlerweile ziemlich raffiniert und stellt einen breiten Bereich von Eigenschaften bereit, erhältlich durch verschiedene Faktoren wie etwa Form, Größe und Flexibilität der Haken sowie ähnliche Eigenschaften der Schlaufen. Für viele Anwendungen im Niedrigkostenbereich, wie etwa Anwendungen als Befestiger für Wegwerfbekleidung, wie etwa Windeln und Inkontinenzbekleidung für Erwachsene, ist es notwendig geworden, kostengünstige Herstellungstechniken und Materialien für derartige Befestiger zu entwickeln, die nichtsdestoweniger die Anforderungen an das Leistungsverhalten erfüllen. Insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Schlaufenkomponente auch als das Außenlagen- bzw. Verstärkungsmaterial dient, ist es in höchstem Maße wünschenswert, dass es für Komfort atmungsaktiv ist, und auch, dass es als eine Barriere dient, um ein Auslaufen zu verhindern. Die vorliegende Erfindung stellt einen Komposit aus einem Film bzw. einer Folie und einem nicht-gewobenen Material bzw. einem Vlies bereit, zur Verwendung als eine ideale Schlaufenbefestiger-Komponente, welche insbesondere für Anwendungen bei derartigen Wegwerfprodukten geeignet ist.
Hintergrund
In der Technik findet sich eine Vielzahl von Verweisen auf Befestiger vom Klettverschlusstyp und auf Komponenten für derartige Befestiger, die zur Verwendung für Anwendungen bei Wegwerfprodukten wie etwa Wegwerfwindeln und dergleichen vorgesehen sind. Lediglich als ein Beispiel kann Bezug genommen werden auf das der gleichen Anmelderin übertragene US Patent Nr. 5,614,281 an Jackson et al., welches an sich viel Hintergrundinformation bereitstellt. Weitere Schlaufenbefestiger-Materialien sind beispielsweise beschrieben in US Patent Nr. 4,761,318 an Ott et al., US Patent Nr. 5,032,122 an Noel et al., US Patent Nr. 5,326,612 an Goulait, US Patent Nr. 5,595,567 an King et al. und US Patent Nr. 5,647,884 an Allen et al. WO 92/20251 A1 betrifft eine weibliche Komponente für eine mechanische Befestigungsvorrichtung, die gelöst und erneut befestigt werden kann. Dieses Dokument offenbart ein zweilagiges Laminat, umfassend ein Vlies und eine Außenlage. Dieses Dokument trachtet jedoch danach, die Fläche, welche durch Bindungen zwischen den Fasern, die das Vlies ausmachen, eingenommen wird, zu minimieren. In kurzen Worten kann eine besonders wirtschaftliche Schlaufenkomponente gebildet werden unter Verwendung von Vliesherstellungstechniken wie Spinnvliesverfahren, welche in signifikanten Bereichen der Bahn zwischen Bindungspunkten resultieren, an denen die Filamente nicht aneinander gebunden sind und verfügbar sind um mit Haken eines komplementären Hakenelements zu verhaken. Faktoren wie etwa die Konfiguration, Anzahl und Flächenbedeckung der Bindungen im Vlies sowie die Auswahl eines besonderen Hakenelements können variiert werden um ein gewünschtes Niveau an Ablösefestigkeit und andere Eigenschaften innerhalb eines bezeichneten Kostenrahmens zu erhalten. Zusätzlich kann die Auswahl eines Polymers oder anderer Bestandteile der Zusammensetzung für das Vlies und/oder die Hakenkomponente das Leistungsvermögen und/oder die Kosten des Befestigers in einer gegebenen Anwendung beeinflussen. Es verbleibt ein Bedarf für eine Schlaufenbefestiger-Komponente, welche zurecht geschneiderte Eigenschaften aufweisen kann, wie etwa Ablösefestigkeit, Scherfestigkeit und die Fähigkeit, erneut befestigt zu werden, sowie eine Barrierefunktion und, falls gewünscht, eine atmungsaktive Funktion, bei Kosten, die mit der Verwendung als eine Außenlagenkomponente von Wegwerfprodukten konsistent sind. Andere Verwendungen für atmungsaktive Barrierematerialien mit textilähnlichen Attributen, wie beispielsweise etwa Kittel und Tücher für den chirurgischen Bereich, werden für den Fachmann offensichtlich sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kompositmaterial aus einem nicht-gewobenen Material bzw. Vlies und einem Film bzw. einer Folie, welches Eigenschaften aufweisen kann, die es besonders angepasst machen zur Verwendung als eine Schlaufenbefestiger-Komponente, die ein Laminat aus einer Folienlage und einer vorgebundenen Vlieslage umfasst, wobei die Laminatbindungen abgesondert und unabhängig von den Bindungsstellen des vorgebundenen Vlieses sind, während Filamente oder Fasern zwischen derartigen Laminatbindungsstellen sowohl gebunden als auch ungebunden verbleiben. Für verbesserten Komfort und verbesserte Brauchbarkeit als eine Verstärkungs- bzw. Außenlagenkomponente eines persönlichen Pflegeprodukts bzw. Hygieneprodukts, wie etwa beispielsweise einer Wegwerfwindel, kann das Laminat atmungsaktiv sein, mit einer Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von mehr als 100 g/m²/24 Stunden, und kann einen Hydrohead (Wassersäulendruckwert) von mindestens 50 mbar aufweisen. Bei Verwendung mit einer komplementären Hakenkomponente stellt ein aus diesem Komposit gebildeter Schlaufenbefestiger die Fähigkeit für eine Befestigung irgendwo auf der Außenlage des Produkts bereit, und die Fähigkeit für konsistente mehrfache Befestigung über einen Zeitraum und für eine Anzahl an Zyklen des Öffnens und Verschließens, die für viele Wegwerfanwendungen und Anwendungen mit begrenzter Verwendung geeignet sind. Die Vlieslage enthält ein Bindungsmuster von entweder gleichförmigen oder ungleichförmigen Prägebindungen, welches in einer nicht-gebundenen Fläche von mindestens 70%, gemessen über eine beliebige Oberfläche des Vlieses von 100 Quadratzentimetern resultiert. Zusätzlich stellt die Bindungshäufigkeit eine Dichte des Musters im Bereich von 7,75 bis 31 Bindungen/cm² (50 bis 200 Bindungen/Zoll²) bereit, mit einer Flächenbelegung von 5% bis 30%, vorzugsweise von 10% bis 25%. Die Film- bzw. Folienlage weist entweder eine Mehrlagenstruktur oder eine coextrudierte Struktur mit einer exponierten Lage aus einem weichen, amorphen Polymer auf, oder eine Monolagenstruktur, und ist in jedem Fall eine mikroporöse, für Flüssigkeit vorwiegend undurchlässige Barriere, die sich an die Form des Vlieses anpassen kann und damit kompatibel ist. Die Laminierung kann beispielsweise erreicht werden, indem Wärme und Druck aufgebracht werden, wobei Vorteile gezogen werden aus den Eigenschaften des amorphen Polymers, entweder in der Mehrlagenfolie oder bei der separat aufgebrachten Bindelage bei der Ausführungsform der Monolagenfolie. Das unabhängige Laminatbindungsmuster ist derart ausgewählt, so dass Bereiche zwischen den Laminatbindungen separate Vliesbindungen enthalten, welche die Fasern oder Filamente der Oberfläche des Vlieses weiter integrieren. Das Laminatbindungsmuster belegt weniger als 30% der Laminatoberfläche und kann gleichförmig oder ungleichförmig geformt und/oder konfiguriert sein, und die Anzahl der Laminatbindungen wird im Allgemeinen signifikant geringer sein als die der Vorbindungen des Vlieses. Um das textilähnliche Aussehen und das Verhaken der Hakenelemente für die Schlaufen komponente-Anwendungen zu verstärken, kann ein relaxiertes Laminat gebildet werden, indem man die Folie vor der Laminierung an das Vlies reckt und anschließend das Laminat relaxieren oder sich zusammenziehen lässt, wobei ein gerafftes/stark bauschiges Vlies-Folien-Laminat zwischen den Bindungsbereichen erzeugt wird, wobei die Folie und das Vlies sicher aneinander gebunden bleiben. Die Erfindung umfasst auch das Verfahren zur Herstellung des Komposits.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG Definitionen
Wie hierin verwendet haben die nachstehenden Begriffe die spezifizierten Bedeutungen, sofern der Kontext nicht eine andere Bedeutung erforderlich macht oder eine andere Bedeutung ausgedrückt ist; ebenfalls umfasst der Singular im Allgemeinen den Plural, und der Plural umfasst im Allgemeinen den Singular, sofern nicht anders angegeben.
"Vlies" (bzw. nicht-gewobenes Material) bedeutet eine Bahn aus Fasern oder Filamenten, welche durch von Wirken oder Weben verschiedene Mittel gebildet worden ist und Bindungen zwischen manchen oder allen der Fasern oder Filamente enthält; derartige Bindungen können beispielsweise durch thermische, adhäsive oder mechanische Mittel wie etwa Verheddern (entanglement) gebildet werden.
"Faser" bedeutet einen länglichen Strang mit einer definierten Länge, wie etwa Stapelfasern, gebildet durch Schneiden eines kontinuierlichen Strangs in Längen von beispielsweise 2 bis 5 cm. Faserkollektionen können die gleichen oder unterschiedliche Längen aufweisen.
"Filament" bedeutet einen im Allgemeinen kontinuierlichen Strang, der ein sehr hohes Verhältnis von Länge zu Durchmesser, beispielsweise von 1000 oder darüber, aufweist.
"Spinnvlies" (spunbond) bedeutet ein Vlies aus Filamenten, gebildet durch Schmelzextrudieren eines Polymers in Stränge, die abgeschreckt und gezogen werden, üblicherweise unter Verwendung eines Luftstroms mit hoher Geschwindigkeit, um die Filamente zu verfestigen, welche auf einer Bildeoberfläche gesammelt und gebunden werden, oftmals durch das gemusterte Aufbringen von Wärme und Druck. Spinnvliesverfahren sind beispielsweise in den nachstehenden Patenten beschrieben, auf die für weitere Details verwiesen werden kann: USP 4,340,563 an Appel et al., USP 3,802,817 an Matsuki et al. und USP 3,692,618 an Dorschner et al.
"Schleife" bedeutet einen Bereich, in dem mindestens eine Faser oder ein Filament von anderen in einem Vlies separiert ist, und umfasst, ist aber nicht beschränkt auf Konfigurationen, bei denen die gleiche Faser oder das gleiche Filament sich selbst kreuzt, d.h. ein vollständiger Kreis oder ein vollständiges Oval muss nicht ausgebildet sein. "Komplementärer Haken" bedeutet eine Struktur, welche zur Verwendung als eine mechanische Befestigerkomponente angepasst ist und Fortsätze eines Profils, eine Höhe, Dichte, Geometrie und Orientierung aufweist, um eine lösbare Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Schlaufenbefestigermaterial einzugehen und das vorgesehene Niveau an Hakenablösefestigkeits- und Scherfestigkeitseigenschaften bereitzustellen. Die Fortsätze müssen keinen "Haken" ausbilden, sondern können andere Konfigurationen haben, wie beispielsweise eine Pilzform. Geeignete Hakenmaterialien können beispielsweise unidirektional oder bidirektional sein, und umfassen oftmals von 16 bis 620 Haken pro Quadratzentimeter und Hakenhöhen von 0,00254 cm bis 0,19 cm. Sie sind beispielsweise von Velcro International, Manchester, NH, und von 3M, St. Paul, MN, erhältlich.
"Amorphes Polymer", wenn hierin verwendet um eine Bindelage, entweder als eine Komponente einer Mehrlagenfolie oder eine separat aufgebrachte Lage zu beschreiben, bedeutet ein thermoplastisches Polymer, wie etwa bestimmte Polyolefine, mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von 0,85 bis 0,89 und einer niedrigen Kristallinität, beispielsweise von weniger als 30%, wie etwa diejenigen, welche häufig als Komponenten von Klebstoffen verwendet werden und begrenzte Warmschmelzeigenschaften aufweisen.
"Thermische Punktbindung" beinhaltet das Führen eines Stoffs oder einer Bahn aus Fasern, die gebunden werden sollen, zwischen einer erwärmten Kalanderwalze und einer Ambosswalze. Die Kalanderwalze ist auf irgendeine Weise gemustert, so dass der gesamte Stoff nicht über seine gesamte Oberfläche gebunden wird. In der Folge sind viele Muster für Kalanderwalzen aus funktionellen sowie ästhetischen Gründen entwickelt worden. Wie vom Fachmann verstanden werden wird, werden prozentuale Bindungsflächen notwendigerweise in Annäherungen oder Bereichen beschrieben, da die Nadeln für derartige Bindungen normalerweise kegelförmig zulaufen und sich mit der Zeit abnutzen. Wie der Fachmann ebenfalls erkennen wird, sind Bezugnahmen auf Nadeln/cm² und Bindungen/cm² irgendwie austauschbar, da die Ambossnadeln in dem Substrat Bindungen mit im Wesentlichen den gleichen Größen und der gleichen Oberflächenrelation wie die Nadeln auf dem Amboss erzeugen werden. Für das Vlies weist ein Beispiel für ein Muster Punkte auf und ist das Hansen Pennings oder "H&P"-Muster mit einer Bindungsfläche von 30%, mit 31 Bindungen/cm² (200 Bindungen/Quadratzoll), wie in US Patent Nr. 3,855,046 an Hansen und Pennings gelehrt. Das H&P-Muster weist quadratische Punkt- oder Nadelbindungsflächen auf, wobei jede Nadel eine Seitenabmessung von beispielsweise 0,965 mm (0,038 Zoll) aufweisen kann, was in einem Muster mit einer gebundenen Fläche von 30% resultiert. Ein anderes typisches Punktbindungsmuster ist das expandierte Hansen und Pennings oder "EHP"-Bindungsmuster, das eine Bindungsfläche von 15% bis 18% erzeugt, wobei eine quadratische Nadel beispielsweise eine Seitenabmessung von 0,94 mm (0,037 Zoll) und eine Nadeldichte von 15,5 Nadeln/cm² (100 Nadeln/Zoll²) aufweisen kann. Ein anderes typisches Punktbindungsmuster, das als "714" bezeichnet wird, weist quadratische Nadelbindungsflächen auf, wobei jede Nadel beispielsweise eine Seitenabmessung von 0,058 cm (0,023 Zoll) aufweisen kann, für eine Bindungsfläche von 15% bis 20% und 41,85 Nadeln/cm² (270 Nadeln/Zoll²). Andere übliche Muster umfassen ein "Ramisch"-Diamantmuster mit sich wiederholenden Diamanten mit einer Bindungsfläche von 8% bis 14% und 8,06 Nadeln/cm² (52 Nadeln/Zoll²), sowie Drahtgewebemuster, welche, wie der Name nahe legt, z.B. wie ein Drahtfenster aussehen, und eine Bindungsfläche von 15% bis 20% und 46,81 Nadeln/cm² (302 Nadeln/Zoll²) aufweisen. Typischerweise variiert die prozentuale Bindungsfläche in einem breiten Bereich von etwa 10% bis etwa 30% der endgültigen Stoffbahn, und auch die Anzahl an Nadeln/cm² kann über einen breiten Bereich variieren. Von den praktisch grenzenlosen Kombinationen an Bandenkonfigurationen sind jedoch erfindungsgemäß nur ausgewählte Bindungsmuster geeignet. Diese werden eine Bindungsfläche im Bereich von 5% bis 30%, wünschenswert im Bereich von 10% bis 25%, und eine Nadeldichte im Bereich von 7,75 bis 31 pro cm² (50 bis 200 pro Quadratzoll), wünschenswert im Bereich von 11,63 bis 19,38 pro cm² (75 bis 125 pro Quadratzoll) aufweisen. Wenn hierin verwendet, bedeutet der Begriff "vorgebundenes" Vlies diejenigen Vliese, welche mit einem gemäß diesen Parametern als geeignet definierten Muster gebunden sind. Wie in der Technik gut bekannt ist, hält die Spotbindung die Laminatlagen zusammen und vermittelt auch jeder individuellen Lage Integrität durch Binden der Filamente und/oder Fasern innerhalb jeder Lage.
Beispiele von dekorativen Laminatbindungsmustern, welche verwendet werden um das vorgebundene Vlies an die Folie zu binden oder zu laminieren, sind das C-Stern- und Babyobjektmuster, wie in den 5 und 6 gezeigt. Das C-Stern-Muster hat ein durch Sternschnuppen unterbrochenes Querrichtungsbalken- oder "Kord"-Design und weist im Allgemeinen eine prozentuale Bindungsfläche von 17% auf, und das Babyobjektmuster (ebenso veranschaulicht in dem, er gleichen Anmelderin übertragenen U.S. Design Patent 356,688 an Uitenbroek et al. mit dem Zeitrang 28. März 1995) weist eine prozentuale Bindungsfläche im Bereich von 12% bis 20% auf.
Testverfahren
Hydrohead (Wassersäulenhöhe): Ein Maß für die Flüssigkeitsbarriereeigenschaften eines Stoffs ist der Hydrohead-Test. Der Hydrohead-Test bestimmt die Höhe des Wassers (in Millibar), welcher der Stoff standhält, bevor eine vorbestimmte Menge Flüssigkeit durch ihn durchtritt. Eine höhere Hydrohead-Ablesung zeigt an, dass ein Stoff eine bessere Barriere gegen das Durchdringen von Flüssigkeit darstellt als ein Stoff mit einem geringeren Hydrohead. Der Hydrohead-Test wird gemäß dem Federal Test Standard 191A, Methode 5514 ausgeführt.
Grab-Zugfestigkeitstest (Grab Tensile Test): Der Grab-Zugfestigkeitstest ist ein Maß für die Bruchfestigkeit und Dehnung oder Streckung eines Stoffes, wenn er einer einseitig gerichteten Spannung ausgesetzt wird. Dieser Test ist in der Technik bekannt und entspricht den Spezifikationen von Methode 5100 des Federal Test Methods Standard 191A. Die Ergebnisse werden in Pound oder Gramm beim Bruch und in Prozent Dehnung vor dem Bruch ausgedrückt. Höhere Zahlen geben einen stärkeren, dehnbareren Stoff an. Der Begriff "Last" bezeichnet die Maximallast oder -kraft, ausgedrückt in Gewichtseinheiten, die zum Brechen oder Reißen der Probe in einem Zugfestigkeitstest erforderlich ist. Der Begriff "Gesamtenergie" bezeichnet die Gesamtenergie unter einer Last gegenüber einer Dehnungskurve, ausgedrückt in Gewicht-Längen-Einheiten. Der Begriff "Dehnung" bezeichnet die Zunahme in der Länge einer Probe während eines Zugfestigkeitstests. Der Grab-Zugfestigkeitstest verwendet zwei Klammern, wovon jede zwei Klemmbacken aufweist und jede Klemmbacke eine Klemmfläche in Kontakt mit der Probe aufweist. Die Klemmen halten das Material in der gleichen Ebene, üblicherweise vertikal, in einem Abstand von (3 Zoll) 76 mm, und sie bewegen sich mit einer spezifizierten Dehnungsrate auseinander. Werte für Grab-Zugfestigkeit und Grab-Dehnung werden unter Verwendung einer Probengröße von 102 mm (4 Zoll) mal 152 mm (6 Zoll), einer Backenklemmfläche von 25 mm (1 Zoll) mal 25 mm (1 Zoll), und einer konstanten Dehnungsrate von 300 mm/min erhalten. Die Probe ist breiter als die Klemmbacken, um Ergebnisse zu erhalten, die für eine effektive Festigkeit der Fasern in der geklemmten Breite, kombiniert mit einer zusätzlichen Festigkeit, die von benachbarten Fasern in dem Stoff beigetragen wird, repräsentativ sind. Die Probe wird zum Beispiel in einer Sintech 2 Testvorrichtung, erhältlich von der Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Cary, NC 27513, einem Instron Modell TM, erhältlich von der Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021, oder einem Thwing-Albert Modell INTELLECT II, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154, getestet. Dies simuliert annähernd die Belastungsbedingungen für einen Stoff bei der tatsächlichen Verwendung. Ergebnisse werden angegeben als ein Mittelwert von drei getesteten Proben und können mit den Proben in der Maschinenquerrichtung (CD) oder der Maschinenlaufrichtung (MD) durchgeführt werden.
Strip-Zugfestigkeit (Strip Tensile): Der Strip-Zugfestigkeitstest ist ähnlich zum Grab-Zugfestigkeitstest und misst die Spitzenlast und Bruchlast und die prozentuale Spitzen- und Bruchdehnung eines Stoffs. Dieser Test misst die Last (Festigkeit) in Gramm und die Dehnung in Prozent. Im Strip-Zugfestigkeitstest werden zwei Klammern, wovon jede zwei Klemmbacken aufweist und jede Klemmbacke eine Klemmfläche in Kontakt mit der Probe aufweist, verwendet, welche das Material in der gleichen Ebene, üblicherweise vertikal, in einem Abstand von 7,62 cm (3 Zoll) halten, und sich mit einer spezifizierten Dehnungsrate auseinander bewegen. Werte für Strip-Zugfestigkeit und Strip-Dehnung werden unter Verwendung einer Probengröße von 7,62 cm (3 Zoll) mal 15,24 cm (8 Zoll), einer Backenklemmfläche von 2,54 cm (1 Zoll) Höhe mal 7,62 cm (3 Zoll) Breite, und einer konstanten Dehnungsrate von 300 mm/min erhalten. Die Sintech 2 Testvorrichtung, erhältlich von der Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Cary, NC 27513, das Instron Modell TM, erhältlich von der Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021, oder ein Thwing-Albert Modell INTELLECT II, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154, können für diesen Test verwendet werden. Ergebnisse werden angegeben als ein Mittelwert von drei getesteten Proben und können mit den Proben in der Maschinenquerrichtung (CD) oder der Maschinenlaufrichtung (MD) durchgeführt werden.
Ablösetest (peel test): Beim Ablöse- oder Aufspaltungstest wird ein Laminat auf die Höhe der Zugkraft getestet, welche die Lagen des Laminats auseinander zieht. Werte für die Ablösefestigkeit werden unter Verwendung einer spezifizierten Stoffbreite, Klemmbackenbreite und einer konstanten Dehnungsrate erhalten. Für Proben mit einer Folienseite wird die Folienseite der Probe mit einem Abdeckband oder einem anderen geeigneten Material abgedeckt, um ein Auseinanderreißen der Folie während des Tests zu verhindern. Das Abdeckband befindet sich nur an einer Seite des Laminats und trägt daher nicht zur Ablösefestigkeit der Probe bei. Der Test verwendet zwei Klammern, wovon jede zwei Klemmbacken aufweist und jede Klemmbacke eine Klemmfläche in Kontakt mit der Probe 10 aufweist, welche das Material in der gleichen Ebene, üblicherweise vertikal, zu Beginn in einem Abstand von 5,08 cm (2 Zoll) halten. Die Größe der Probe beträgt 10,16 cm (4 Zoll) in der Breite mal so viel Länge, wie erforderlich um eine ausreichende Probenlänge aufzuspalten. Die Größe der Klemmfläche beträgt 2,54 cm (1 Zoll) in der Höhe mal mindestens 10,16 cm (4 Zoll) in der Breite, und die konstante Dehnungsrate beträgt 300 mm/min. Die Probe wird von Hand ein ausreichendes Maß aufgespalten, so dass sie in Position festgeklemmt werden kann, und die Klammern werden mit der spezifizierten Dehnungsrate auseinander bewegt um das Laminat auseinander zu ziehen. Die Testprobe wird bei einem Trennwinkel von 180° zwischen den zwei Lagen auseinander gezogen, und die Ablösefestigkeit wird als ein Mittelwert von drei Tests aufgezeichnet, Spitzenlast in Gramm. Die Messung der Kraft beginnt, wenn 18 mm des Laminats auseinander gezogen worden sind, und wird fortgesetzt, bis insgesamt 170 mm aufgespalten sind. Die Sintech 2 Testvorrichtung, erhältlich von der Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Cary, NC 27513, das Instron Modell TM, erhältlich von der Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021, oder das Thwing-Albert Modell INTELLECT II, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154, können für diesen Test verwendet werden. Der Test kann mit der Probe in der Maschinenquerrichtung (CD) oder der Maschinenlaufrichtung (MD) durchgeführt werden.
Martindale Abriebstest (Martindale abrasion test): Dieser Test misst die relative Beständigkeit eines Stoffs gegen Abrieb. Die Testergebnisse werden angegeben auf einer Skala von 1 bis 5, wobei 5 der geringste und 1 der höchste Verschleiß ist, nach 120 Zyklen mit einem Gewicht von 91,4 g/cm² (1,3 Pound pro Quadratzoll). Der Test wird durchgeführt mit einer Martindale Verschleiß- und Abriebstestvorrichtung, wie etwa dem Modell No. 103, Modell No. 403, erhältlich von James H. Heal & Company, Ltd., West Yorkshire, England. Das verwendete Abriebmittel ist ein 91,44 cm (36 Zoll) mal 10,16 cm (4 Zoll) mal 0,127 cm (0,05 Zoll) dickes Silikongummirad, verstärkt mit Glasfaser, mit einer Gummioberflächenhärte 81A Durometer, Shore A, von 81 plus minus 9. Das Abriebmittel ist erhältlich von Flight Insulation, Inc., einem Vertreiber für Connecticut Hard Rubber, 925 Industrial Park, NE, Marietta, GA, 30065.
Flächengewicht: Die Flächengewichte verschiedener Materialien, die hier beschrieben sind, wurden gemäß Federal Test Method Nr. 191A/5041 bestimmt. Die Probengröße für die Probematerialien betrug 15,24 × 15,24 Zentimeter, und drei Werte wurden für jedes Material erhalten und dann gemittelt. Die nachstehend angegebenen Werte sind die Mittelwerte.
Hakenablösetest (hook peel): Der 180° Ablösefestigkeitstest ist dazu vorgesehen, um zu messen, wie gut Haken- und Schlaufenkomponenten miteinander verhaken, und er beinhaltet das Befestigen eines Hakenmaterials an einem Schlaufenmaterial eines Klettverschlusssystems, und dann das Ablösen des Hakenmaterials vom Schlaufenmaterial in einem Winkel von 180°. Die maximale Last wird in Gramm aufgezeichnet, als ein Mittelwert der drei höchsten Spitzenlastwerte, welche erforderlich waren um die zwei Materialien zu trennen oder zu lösen. Um den Test durchzuführen ist eine Dehnungszugfestigkeitstestvorrichtung mit kontinuierlicher Geschwindigkeit mit einer vollen Skalenlast von 5000 Gramm erforderlich, wie ein Sintech System 2 Computer Integrated Testing System, erhältlich von der Sintech, Inc., mit Sitz in Research Triangle Park, NC. Eine 7,6 cm (3 Zoll) mal 15,2 cm (6 Zoll) Probe des Schlaufenmaterials wird verwendet. Eine 6,3 cm (2,5 Zoll) breite Probe des Hakenmaterials, das mit Klebstoff und mit Ultraschall an einem im Wesentlichen nicht elastischen Vliesmaterial befestigt ist, wird mit der Hakenseite nach unten über der oberen Oberfläche der Schlaufenmaterialprobe positioniert und darauf aufgebracht, so dass sie diese bedeckt, mit einem Überlapp von etwa einem Zoll. Um eine angemessene und gleichmäßige Verhakung des Hakenmaterials und des Schlaufenmaterials sicherzustellen, wird eine Abquetschvorrichtung, Modell LW1, Teilenummer 14-9989, von Atlas Electric Devices Co., Chicago, IL, verwendet um das kombinierte Haken- und Schlaufenmaterial für einen Zyklus zusammen zu pressen, wobei ein Zyklus einem Durchgang durch die Abquetschvorrichtung unter Verwendung eines Gewichts von 18,144 kg (40 Pound) insgesamt entspricht. Ein Ende des Fingerstreifenmaterials, das das Hakenmaterial trägt, ist in der oberen Klammer der Zugfestigkeitstestvorrichtung befestigt, während das Ende des Schlaufenmaterials, das in Richtung der oberen Klammer gerichtet ist, nach unten gefaltet und in der unteren Klammer der Zugfestigkeitstestvorrichtung befestigt wird. Die Anordnung der jeweiligen Materialien in den Klammern der Zugfestigkeitstestvorrichtung sollte so angepasst werden, dass in den jeweiligen Materialien minimales Spiel vorliegt, und die Messlänge vor der Aktivierung der Zugfestigkeitstestvorrichtung 7,6 cm (3 Zoll) beträgt. Die Hakenelemente des Hakenmaterials sind in einer Richtung ausgerichtet, die im Allgemeinen senkrecht zu den vorgesehenen Bewegungsrichtungen der Klammern der Zugfestigkeitstestvorrichtung ist. Die Zugfestigkeitstestvorrichtung wird bei einer konstanten Trenngeschwindigkeit von 500 mm pro Minute aktiviert, und die Spitzenlast in Gramm, um das Hakenmaterial vom Schlaufenmaterial bei einem Winkel von 180° zu trennen oder zu lösen, wird danach aufgezeichnet, auf Basis des Mittelwerts der drei höchsten Spitzenlasten.
Hakenscherfestigkeitstest (hook shear): Der dynamische Scherfestigkeitstest umfasst das Verhaken eines Hakenmaterials mit einem Schlaufenmaterial eines Klettverschlusssystems und dann das Ziehen des Hakenmaterials über die Oberfläche des Schlaufenmaterials. Die maximale Last, die erforderlich ist, um die Haken von den Schlaufen zu lösen, wird in Gramm gemessen. Um diesen Test durchzuführen ist eine Dehnungszugfestigkeitstestvorrichtung mit kontinuierlicher Geschwindigkeit mit einer vollen Skalenbelastung von 5000 Gramm erforderlich, wie ein Sintech System 2 Computer Integrated Testing System. Eine 7,62 cm (3 Zoll) mal 15,24 cm (6 Zoll) Probe des Schlaufenmaterials wird mit Abdeckband auf einer flachen Trägeroberfläche befestigt. Eine 6,35 cm (2,5 Zoll) mal 1,91 cm (0,75 Zoll) Probe des Hakenmaterials, die mit Klebstoff und mit Ultraschall an einem im Wesentlichen nicht elastischen Vliesmaterial befestigt ist, wird über der oberen Oberfläche der Schlaufenmaterialprobe, zentriert in der kürzeren Richtung und mit einem Abstand von 5,08 cm (2 Zoll) vom geschnittenen Ende, positioniert und darauf aufgebracht. Um eine angemessene und gleichmäßige Verhakung des Hakenmaterials und des Schlaufenmaterials sicherzustellen, wird eine Abquetschvorrichtung, Modell LW1, Teilenummer 14-9989, von Atlas Electric Devices Co., Chicago, IL, verwendet um das kombinierte Haken- und Schlaufenmaterial für einen Zyklus zusammen zu pressen, wobei ein Zyklus einem MD Durchgang (längere Abmessung) durch die Abquetschvorrichtung unter Verwendung eines Gewichts von 18,144 kg (40 Pound) insgesamt entspricht. Ein Ende des Vliesmaterials, das das Hakenmaterial trägt, ist in der oberen Klammer der Zugfestigkeitstestvorrichtung befestigt, und das Ende des Schlaufenmaterials, das in Richtung der unteren Klammer gerichtet ist, ist in der unteren Klammer der Zugfestigkeitstestvorrichtung befestigt. Die Anordnung der jeweiligen Materialien in den Klammern der Zugfestigkeitstestvorrichtung sollte so angepasst werden, dass in den jeweiligen Materialien vor der Aktivierung der Zugfestigkeitstestvorrichtung minimales Spiel vorliegt. Die Hakenelemente des Hakenmaterials sind in einer Richtung ausgerichtet, die im Allgemeinen senkrecht zu den vorgesehenen Bewegungsrichtungen der Klammern der Zugfestigkeitstestvorrichtung ist. Die Zugfestigkeitstestvorrichtung wird bei einer Messlänge von 7,62 cm (3 Zoll) und einer Laufholmgeschwindigkeit von 250 mm pro Minute aktiviert, und die Spitzenlast in Gramm, um das Hakenmaterial vom Schlaufenmaterial zu lösen, wird danach in Gramm aufgezeichnet, als der Mittelwert der höchsten Spitzenlasten für drei Proben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Kompositmaterials der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Querschnitt einer Ausführungsform eines Schlaufenbefestigers unter Verwendung des Kompositmaterials der vorliegenden Erfindung. 2A ist eine Vergrößerung, welche den Bereich innerhalb des Kreises von 2 darstellt.
3 ist eine Darstellung eines Schlaufenbefestigermaterials der vorliegenden Erfindung in Verwendung als eine Außenlagenkomponente eines Hygieneprodukts.
4 ist eine Darstellung eines Vliesbindungsmusters, welches gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
5 ist eine Darstellung eines Laminatbindungsmusters, welches gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
6 ist eine Darstellung eines zweiten Laminatbindungsmusters, welches gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Detaillierte Ausführungsformen
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und Beispiele, die bestimmte Ausführungsformen veranschaulichen, beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 beginnt das dargestellte Verfahren mit Extrudern 41, welche die Foliendüse 40 versorgen, die wiederum eine füllstoffhaltige Folie 10 formt, welche durch Führungswalzen 42, die über Stützwalzen rotieren, zur Orientierungssektion in Maschinenlaufrichtung 44 geführt wird. Während des Orientierungsvorgangs wird die Temperatur der Folie 10 von der Zusammensetzung der Folie sowie von der Atmungsaktivität und anderen gewünschten Endeigenschaften des Kompositmaterials abhängen. Für einen Schlaufenbefestiger wird beispielsweise der Betrag der Relaxation die Größe eines gerafften Vlieses beeinflussen. In den meisten Fällen wird die Folie bei einer Temperatur gehalten werden, welche nicht höher ist als 10°C unterhalb ihres Schmelzpunkts. Der Grund für die Erwärmung der Folie ist es, zu ermöglichen, dass sie rasch gereckt werden kann ohne Foliendefekte zu erzeugen. Die erwärmte Folie wird in einer Orientierungssektion in Maschinenlaufrichtung 44, umfassend rotierende Walzen 46, in Maschinenlaufrichtung gereckt. Die Walzen 46 können mit zunehmenden Geschwindigkeiten angetrieben werden, mit dem Ergebnis, dass die Folie in der Laufrichtung ("Maschinenlaufrichtung" oder "MD") gereckt wird. Der Betrag des Reckens wird von den gewünschten Endeigenschaften des Schlaufenbefestigers abhängen, aber im Allgemeinen wird die Folie auf mindestens etwa 300% ihrer ursprünglichen Länge gereckt werden, aber weniger als einen Betrag, bei dem tendenziell Foliendefekte auftreten. Für die meisten Anwendungen mit Folien auf Basis von Polyolefinen wird beispielsweise die Reckung mindestens 200% der ursprünglichen Folienlänge betragen und häufig im Bereich von 250% bis 500% liegen. Eine Vliesbildungssektion, die beispielsweise Spinnvliesformer 48 umfasst, extrudiert Filamente 50 auf den Träger 52, wobei die Bahn 54 gebildet wird, welche zu einem Bindewalzenspalt, gebildet durch die Walzen 56, geführt wird. Die vorgebundene Spinnvliesbahn 30 wird an dem Walzenspalt zwischen den Rollen 58 unter Verwendung eines zweiten Musters an die Folie 10 laminiert. Nach der Walzenspalt-Laminierung, mit oder ohne Wärme, werden die zwei Lagen relaxieren gelassen, und das Laminat wird mit einer geringeren Geschwindigkeit aufgewickelt, beispielsweise 80% bis 90% der Geschwindigkeit am Walzenspalt, was es ermöglicht, dass die Folie 10 sich zusammenzieht, was eine Faltenbildung der Decklage 30 zur Folge hat. Nach dem Zusammenziehen bzw. Relaxieren können die kombinierten Lagen wärmebehandelt werden, durch Kontakt mit einer erwärmten Walze oder dergleichen, welche in etwa mit der Anlagengeschwindigkeit angetrieben wird, um ein signifikantes zusätzliches Recken zu vermeiden. Die Temperatur der Wärmebehandlung wird in Abhängigkeit von den gewünschten Endeigenschaften des Schlaufenbefestigermaterials und der Zusammensetzung der Lagen variieren, aber sie kann beispielsweise innerhalb 15°C der beim Recken verwendeten Temperatur liegen. Nach der Wärmebehandlung können die kombinierten Lagen, falls gewünscht, gekühlt werden, beispielsweise durch Kontakt mit Luft aus einem Luftmesser oder mit Kühlwalzen, oder direkt als eine Rolle 60 aufgenommen werden oder in eine Verarbeitungsanlage geführt werden, zum Einbau in ein Hygieneprodukt.
Wie für den Fachmann offensichtlich sein wird, kann das vorstehende Verfahren an viele Folien und Decklagen angepasst werden, um atmungsaktives oder nicht-atmungsaktives Barriere-Schlaufenbefestigermaterial mit über ein breites Spektrum variierenden Eigenschaften herzustellen. Um effektiv als ein Schlaufenbefestigermaterial gemäß der Erfindung zu arbeiten, berücksichtigt jedoch die Auswahl dieser Komponenten wünschenswert eine Reihe von Faktoren. Folien mit geringen Gewichten müssen beispielsweise bei den geringen Gewichten ausreichend robust sein um den Verfahrensschritten standzuhalten, welche erforderlich sind um die gewünschte Flexibilität und Weichheit bereitzustellen, sowie um Kosten niedrig zu halten. Zusätzlich muss die Folie die Fähigkeit aufweisen, effektiv an die Decklage zu binden und Barriereeigenschaften und Wasserdampfdurchlässigkeitsraten beizubehalten. Für viele Anwendungen wird erwünscht sein, dass die gereckte Folie dem Komposit auch Opazität vermittelt.
Folien, welche diese Anforderungen erfüllen, umfassen Polymere wie etwa Polyethylen, Polypropylen, Gemische, die Polyolefine umfassen, und Copolymere wie etwa Ethylen- und Propylen-Copolymere, beispielsweise im Allgemeinen mit einem Flächengewicht im Bereich von 10 g/m² bis 50 g/m², für Schlaufenkomponente-Anwendungen vorzugsweise im Bereich von 15 g/m² bis 30 g/m². Spezifische Beispiele umfassen lineare Polyethylene mit niedriger Dichte, wie etwa Dowlex^® 2535, 3347 und 3310, Affinity^® 5200, erhältlich von der Dow Chemical Company, Midland, Michigan. Die Folienzusammensetzungen enthalten wünschenswert bis zu 40 Gew.-% eines Füllstoffs wie etwa Calciumcarbonat, und speziell 45 Gew.-% bis 65 Gew.-% eines derartigen Füllstoffs. Beispiele umfassen Supercoat^® Calciumcarbonat von English China Clay, Sylacauga, Alabama, das eine Beschichtung von 1,5 Gew.-% aus entweder Stearinsäure oder Behensäure enthält, um die Dispergierbarkeit des Füllstoffs zu verbessern. Besonders vorteilhafte Beispiele von Folien umfassen coextrudierte Folien, die auf einer oder auf beiden Seiten eine dünne, externe Lage aus einem amorphen Polymer wie etwa einem Propen-reichen Polyalphaolefin Terpolymer oder Copolymer aufweisen, was die Bindung an die Deckschicht ermöglicht, ohne dass erforderlich ist, eine separate Bindeschicht aufzubringen. Ein Beispiel ist Catalloy Polymer von der Montell USA, Inc., Wilmington, Delaware, das ein olefinisches Mehrschrittreaktorprodukt ist, wobei ein statistisches amorphes Ethylen-Propylen-Copolymer in einer vorwiegend semikristallinen kontinuierlichen Matrix mit hohem Propylenmonomergehalt und niedrigem Ethylenmonomergehalt molekular dispergiert ist, wovon ein Beispiel in US Patent Nr. 5,300,365 an Ogale beschrieben ist. Zusätzlich kann die amorphe Polymerlage auch Warmschmelzklebstoffe oder andere amorphe Polyalphaolefinharze enthalten, die wünschenswerterweise eine Schmelzviskosität von 100.000 mPa·sec oder darüber aufweisen, in einer Menge von beispielsweise bis zu 100 Gew.-% der Lage. Kommerziell erhältliche amorphe Polyalphaolefine, wie etwa die in Warmschmelzklebstoffen verwendeten, sind zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet, und umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, REXTAC^® Ethylen-Propylen APAO E-4 und E-5 und Butylen-Propylen BM-4 und BH-5, und REXTAC^® 2301 von der Huntsman Corporation, Salt Lake City, Utah, und VESTOPLAST^® 792, von der Huls AG, Marl, Deutschland. Diese amorphen Polyolefine werden gewöhnlich an einem trägergestützten Ziegler-Natta-Katalysator und einem Alkylaluminium-Cokatalysator synthetisiert, und das Olefin, wie etwa Propylen, wird in Kombination mit variierenden Mengen an Ethylen, 1-Buten, 1-Hexen oder anderen Materialien polymerisiert, wobei eine vorwiegend ataktische Kohlenwasserstoffkette produziert wird. Ebenfalls geeignet sind bestimmte elastomere Polypropylene, wie etwa die in US Patent Nr. 5,539,096 an Yang et al. und US Patent Nr. 5,596,092 an Resconi et al. beschriebenen, und Polyethylene, wie etwa AFFINITY^® EG 8200, von Dow Chemical, Midland, Michigan, sowie EXACT^® 4049, 4011 und 4041 von Exxon, Houston, TX, sowie Gemische, die eine oder mehrere klebrigmachende Substanzen enthalten, und KRATON^® von der Shell Chemical Company, Houston, Texas. Ein Komposit, der die Bindelage nur auf einer Seite hat, kann den Vorteil einer höheren Wasserdampfdurchlässigkeitsrate aufweisen, falls gewünscht. Derartige Folien sind ausführlicher beschrieben in der, der gleichen Anmelderin übertragenen US-Patentanmeldung Serial No. 08/029,562 (Referenznummer des Anwalts 13257), welche am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung im Namen von McCormack und Haffner eingereicht wurde, und den Titel "Breathable Filled Film Laminate" trägt (Express Mailing No. RB 879 662 575 US). Andere Folienlagen werden angesichts der hierin bereitgestellten Beispiele für den Fachmann offensichtlich sein.
Die vorgebundene Decklage wird derart ausgewählt, so dass sie mit der Folie oder der Bindelage kompatibel ist, und sie wird Eigenschaften wie etwa Flächengewicht, Bauschigkeit und Festigkeit aufweisen, die für die vorhergesehene Anwendung adäquat sind. Primär aus wirtschaftlichen Gründen sind Vliese bevorzugt, insbesondere Spinnvliese mit einem Flächengewicht von im Allgemeinen im Bereich von 10 g/m² bis 50 g/m², beispielsweise häufig im Bereich von 15 g/m² bis 25 g/m². Die Zusammensetzung der Decklage wird derart ausgewählt, so dass sie mit der Folienlage kompatibel ist, während sie der Schlaufenbefestigerkomponente die gewünschten Eigenschaften vermittelt. Allgemein geeignet sind synthetische Polymere wie etwa Polyolefine, beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Gemische und Copolymere, umfassend Propylen und Ethylen. Derartige Vliese sind vorstehend und in den hierin angegebenen Druckschriften beschrieben, und ihre Herstellung ist dem Fachmann bekannt. Spezifische Beispiele umfassen ACCORD^® Spinnvliese, erhältlich von der Kimberly-Clark Corporation, Dallas, Texas. Wie vorstehend erwähnt wird das Bindungsmuster der Decklage Schlaufen zwischen Bindungen bereitstellen, um Befestigungsflächen für komplementäre Haken bereitzustellen. Geeignete Beispiele umfassen ein expandiertes RHT-Muster, wie in dem U.S. Design Patent 239,588 an Vogt veranschaulicht, ein EHP-Muster, ein Delta-Dot-Muster, das Reihen von versetzten kreisförmigen Bindungen mit etwa 15,81 Nadeln/cm² (102 Nadeln/Zoll²) für eine Bindungsfläche von 9% bis 20% umfasst, und ein Ramish-Muster, wie vorstehend beschrieben. Ein vorteilhaftes Bindungsmuster für eine Spinnvlies-Deckbahn ist ein "S"-Webmuster, wie in der, der gleichen Anmelderin übertragenen und gleichzeitig eingereichten US-Patentanmeldung Serial No. 08/929,808 (Referenznummer des Anwalts 13,324), im Namen von McCormack, Fuqua und Smith, und mit dem Titel "Nonwoven Bonding Patterns Producing Fabrics with Improved Strength and Abrasion Resistance" (Express Mailing No. EM 331 625 424 US), beschrieben. In allen Fällen wird die prozentuale Bindungsfläche weniger als 30% betragen, beispielsweise 5% bis 30% und wünschenswert von 10% bis 25%, und wünschenswert im Bereich von 11,62 bis 19,38 pro Quadratzentimeter (75 bis 125 Zoll²). Die Bindungsdichte wird von 7,75 bis 31 pro Quadratzentimeter (50 bis 200 Zoll²) betragen. Zusätzlich wird die Decklage für die Anwendung als eine Schlaufenbefestigerkomponente wünschenswert eine Zugfestigkeit, gemessen wie vorstehend beschrieben, von mindestens 3000 g in Maschinenlaufrichtung und von mindestens 1500 g in Maschinenquerrichtung, und vorzugsweise einen Martindale-Abrieb, gemessen wie vorstehend beschrieben, von mindestens 3 aufweisen.
Sofern verwendet, wird die separat aufgebrachte amorphe Polymerbindelage sowohl mit der Decklage als auch mit der Folienlage kompatibel sein und eine Bindung zwischen ihnen bereitstellen ohne den Durchlass von Wasserdampf zu verhindern. Vorteilhaft wird die Bindelage durch Schmelzblasen, beispielsweise von einem amorphen Polyolefin wie etwa REXTAC^® 2730 oder 2330, erhältlich von der Huntsman Corporation, Salt Lake City, Utah, aufgebracht. Wenn die schmelzgeblasene Lage mit niedrigen Gewichten, beispielsweise weniger als 10 g/m², vorteilhaft weniger als 5 g/m², aufgebracht wird, ist sie atmungsaktiv und kosteneffizient. Weitere Beispiele umfassen Vestoplast^® 703, 704 und 508 von der Huls AG, Marl, Deutschland, und National Starch NS 5610 von der National Starch Chemical Company, Bridgewater, New Jersey, und die vorstehend beschriebenen elastomeren Zusammensetzungen.
Ob mit oder ohne die separat aufgebrachte Bindelage gebunden, wird die Bindungsfestigkeit zwischen der Decklage und der Folie, wie gemessen durch den vorstehend beschriebenen Laminat-Ablösetest, wünschenswert die Ablösefestigkeit zwischen der Hakendecklage und dem komplementären Haken, wie gemessen durch den vorstehend beschriebenen Hakenablösetest, überschreiten, um eine unerwünschte Aufspaltung (Delaminierung) so zu verhindern. Vorteilhaft beträgt der Unterschied mindestens 100 g. Für viele Anwendungen, und insbesondere als eine Außenlage für einen Hygieneartikel wie beispielsweise etwa eine Windel, wird der Komposit zusätzlich einen Hydrohead, wie gemessen durch den im Abschnitt zu den Testverfahren beschriebenen Test, von mindestens 50 mbar beim ersten Tropfen, und vorteilhaft von mindestens 90 mbar aufweisen. Insbesondere bei Verwendung als eine Außenlage für Wegwerf-Hygieneprodukte wird der Komposit eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von mindestens 100 g/m²/24 Stunden und vorteilhaft von mindestens 800 g/m²/24 Stunden aufweisen. Für diese Anwendungen wird eine Hakenablösefestigkeit, wie gemessen mittels Federal Test Standard 191A, Methode 5514, wünschenswert 100 g überschreiten, und eine Hakenscherfestigkeit, wie gemessen durch das im Abschnitt zu den Testverfahren beschriebenen Verfahren, wird wünschenswert 1500 g überschreiten.
Unter Bezugnahme auf 2 ist dort ein Querschnitt einer Ausführungsform einer Schlaufenbefestigerkomponente der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Decklage 114, beispielsweise ein Spinnvlies, enthält ein Muster an vorgebundenen Bereichen 115 (2A), welches von dem Muster an Laminatbindungen 112 verschieden ist. Schlaufen 110 sind zwischen Laminatbindungsbereichen 112 in der Spinnvlies-Decklage 114 gebildet, welche an jeder der Laminatbindungen 112 an eine coextrudierte Folie 116, enthaltend eine Bindeseite oder Bindelage 118 und eine Basislage 120, gebunden ist. Wie gezeigt, sind Schlaufenbereiche 110 aus Filamenten oder Fasern zusammengesetzt, die nicht an die coextrudierte Folie 116 gebunden sind, und zur Verfügung stehen um Hakenelemente 122 des komplementären Hakenelements 124 zu verhaken. Wie gezeigt, sind die Hakenlage und die Schlaufenlage aus Gründen der Klarheit zum Teil getrennt. 2A ist eine vergrößerte Darstellung des im Kreis von 2 gezeigten Bereichs und zeigt die separaten Muster der vorgebundenen Vliesbindungen 115 und der Laminatbindungen 112.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Beispiel der Schlaufenbefestigerkomponente der vorliegenden Erfindung in der Form eines Außenlagenmaterials für ein Wegwerfwindel-Hygieneprodukt gezeigt. Die Windel 210 umfasst eine Innenlage 212, ein Absorbens 214 und eine Außenlage 216. Wie allgemein bekannt ist, ermöglicht die Innenlage 212, dass Urin durch sie hindurch tritt und vom Absorbens 214 absorbiert wird, während die Außenlage 216 (aus Gründen der Klarheit zum Teil entfernt dargestellt, wobei die Lagen 118 und 120 (2A) gezeigt sind) für Urin undurchlässig ist, um ein Auslaufen zu verhindern. In diesem Fall ist die gesamte Außenlage aus einem Schlaufenbefestigermaterial der vorliegenden Erfindung gebildet, und wie in Zusammenhang mit 2 beschrieben, mit den Vliesschlaufen auf der Außenseite. Dies liefert einen im Wesentlichen unbegrenzten Anpassungsgrad, wenn mit Hakenbefestigerelementen 218 kombiniert. Bei Verwendung können die Hakenelemente 218 zu einer gut anliegenden Passform angezogen werden und irgendwo an der Außenlage 216 befestigt werden. Des Weiteren können, wenn eine Anpassung der Passform erwünscht ist, die Hakenelemente 218 einfach abgelöst und erneut irgendwo an der Außenlage 216 befestigt werden. In vorteilhaften Ausführungsformen ist die Außenlage für einen erhöhten Komfort und erhöhte Trockenheit durchlässig für Wasserdampf.
Die 4 und 5 veranschaulichen repräsentative Laminatmuster, die zusammen mit der vorgebundenen Vlieskomponente des Komposits der vorliegenden Erfindung geeignet sind. 4 zeigt "Babyobjekte" wie vorstehend beschrieben, mit vorgebundenen Bereichen 400, und 5 zeigt "C-Stern" wie vorstehend beschrieben, mit Bindungsflächen 500.
Beispiele
Für die nachfolgenden Beispiele wurde ein Verfahren wie in 1 gezeigt verwendet, um eine Schlaufenbefestigerkomponente zu bilden, sofern nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Für dieses Beispiel war die Decklage ein Spinnvliestuch von 2,0 Denier Filamenten aus einem Copolymer von Propylen mit 3,5% Ethylen (Union Carbide 8D43, erhältlich von der Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut), und mit einem Flächengewicht von etwa 0,7 osy (etwa 24 g/m²), das mit einem "S-Webmuster" gebunden war, mit einer Bindungsdichte von 17,2 Nadeln/cm² (111 Nadeln/Zoll²) und 17,7 tatsächlich gemessener Bindungsfläche, wie beschrieben in der ebenfalls anhängigen und der gleichen Anmelderin übertragenen US Patentanmeldung Serial No. 08/929,808 , eingereicht am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung im Namen von McCormack et al., und mit dem Titel "Nonwoven Bonding Patterns Producing Fabrics with Improved Strength and Abrasion Resistance" (Referenznummer des Anwalts 13,324). Die Folie war eine "AB" Gussfolie mit einer Basislage aus 45% LLDPE (Dowlex^® NG3310, Dichte 0,918 g/cm³, Schmelzindex bei 190° 3,5 g/10 min, erhältlich von der Dow Chemical Co., Midland, MI), 50% Supercoat^TM ein gemahlenes, mit Stearinsäure beschichtetes CaCO₃ (erhältlich von der English China Clay Co., Sylacauga, AL) und 5% LDPE (Dow 4012, Dichte 0,916 g/cm³, Schmelzindex bei 190°C 12,0 g/10 min, erhältlich von der Dow Chemical Co., Midland, MI), und einer Bindelage auf einer Seite, enthaltend 60% Supercoat^TM CaCO₃, 20% amorphes, Propen-reiches Polyalphaolefin ("APAO") (Huls Vestoplast^®, Dichte 0,865 g/cm³, Schmelzviskosität bei 190°C 125.000 mPa gemäß DIN 53019, erhältlich von Huls America, Inc., Somerset, NJ), und 20% elastomeres Polyethylen (Dow Affinity^® EG8200, synthetisiert mit einem Katalysator mit gespannter Geometrie, Dichte 0,87 g/cm³, Schmelzindex bei 190°C 5,0 g/10 min, erhältlich von der Dow Chemical Co., Midland, MI). Die Basislage machte 90 Gew.-% aus, und die Bindelage 10 Gew.-%. Das gesamte Flächengewicht der coextrudierten Folie betrug 58 g/m² (etwa 1,5 Millizoll). Das Recken der Folie umfasste einen Vorwärmschritt bei 50°C, 3,8-faches Recken in einer einzigen Zone bei 66°C in der Maschinenlaufrichtung bei 64 m/min (211 Fuß/min); die Folie wurde bei 82°C getempert. Diese gereckte Folie wurde erfolgreich bei 58 m/min (191 Fuß/min) bei 3125 kg/m (175 PLI) mit dem "Babyobjekte"-Bindungsmuster ( U.S. Design Patent No. 356,688 an Uitenbroek et al. mit dem Zeitrang 28. März 1995) gebunden, bei einer Temperatur der Musterwalze von 92°C und einer Temperatur der glatten Stahlambosswalze von 66°C. Das Laminat wurde 2,5% relaxieren gelassen (Bindegeschwindigkeit: 58 m/min (191 Fuß/min), Aufwickelgeschwindigkeit 57 m/min (186 Fuß/min), dann wurde das Laminat später erneut auf 92°C erwärmt und weitere 4% relaxiert. Das resultierende Laminat hatte ein Flächengewicht von 43 g/m², einen Hydrohead von 101 mbar Wasser, eine Laminatablösefestigkeit von 490 g, und eine WVTR von 127 g/m²/24 h. Beim Testen mit einem komplementären Haken Velcro 51, 1003, von Velcro International, Manchester, NH, wurden eine Hakenablösefestigkeit von 167 g und eine Hakenscherfestigkeit von 3239 g erhalten, auf Basis eines Mittelwerts von 10 Tests.
Beispiel 2
Für dieses Beispiel war die Decklage ein Spinnvliestuch von 2 g/9000 m (2,0 Denier) Filamenten aus einem Copolymer von Propylen mit 3,5% Ethylen (Union Carbide 6D43, erhältlich von der Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut), und mit einem Flächengewicht von etwa 24 g/m² (0,7 osy), das mit einem "S-Webmuster" gebunden war, mit einer Bindungsdichte von 17,2 Nadeln/cm² (111 Nadeln/Zoll²) und 17,7 tatsächlich gemessener Bindungsfläche, wie beschrieben in der ebenfalls anhängigen und der gleichen Anmelderin übertragenen US Patentanmeldung Serial No. 08/929,808 , eingereicht am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung im Namen von McCormack et al., und mit dem Titel "Nonwoven Bonding Patterns Producing Fabrics with Improved Strength and Abrasion Resistance" (Referenznummer des Anwalts 13,324). Die Folie war eine "AB" Gussfolie mit einer Basislage aus 45% LLDPE (Dowlex^® NG3310, Dichte 0,918 g/cm³, Schmelzindex bei 190°C 3,5 g/10 min, erhältlich von der Dow Chemical Co., Midland, MI), 50% Supercoat^TM, ein gemahlenes, mit Stearinsäure beschichtetes CaCO₃ (erhältlich von der English China Clay Co., Sylacauga, AL) und 5% LDPE (Dow 4012, Dichte 0,916 g/cm³, Schmelzindex bei 190°C 12,0 g/10 min, erhältlich von der Dow Chemical Co., Midland, MI), und einer Bindelage auf einer Seite, enthaltend 60% Supercoat^TM CaCO₃, NJ) und 40% elastomeres Polyethylen (Dow Affinity^® EG8200, synthetisiert mit einem Katalysator mit gespannter Geometrie, Dichte 0,87 g/cm³, Schmelzindex bei 190°C 5,0 g/10 min, erhältlich von der Dow Chemical Co., Midland, MI). Die Basislage machte 85 Gew.-% aus, und die Bindelage 15 Gew.-%. Das gesamte Flächengewicht der coextrudierten Folie betrug 58 g/m² (1,5 Millizoll). Das Recken der Folie umfasste einen Vorwärmschritt bei 50°C, 3,8-faches Recken in einer einzigen Zone bei 66°C in der Maschinenlaufrichtung bei 61 m/min (400 Fuß/min); die Folie wurde bei 82°C getempert. Diese gereckte Folie wurde erfolgreich bei 113 m/min (370 Fuß/min) bei 3125 kg/m (175 PLI) mit dem "Babyobjekte"-Bindungsmuster ( U.S. Design Patent No. 356,688 an Uitenbroek et al. mit dem Zeitrang 28. März 1995) gebunden, bei einer Temperatur der Musterwalze von 110°C und einer Temperatur der glatten Stahlambosswalze von 82°C. Das Laminat wurde 6,7% relaxieren gelassen (Bindegeschwindigkeit: 370 Fuß/min (113 m/min), Aufwickelgeschwindigkeit 345 Fuß/min (105 m/min). Das resultierende Laminat hatte ein Flächengewicht von 43 g/m², einen Hydrohead von 59 mbar Wasser, eine Laminatablösefestigkeit von 172, und eine WVTR von 449 g/m²/24 h. Beim Testen mit einem komplementären Haken Velcro 61, 1004, wurden eine Hakenablösefestigkeit von 177 g und eine Hakenscherfestigkeit von 1822 g, und mit einem Haken Velcro 51, 1003, eine Hakenablösefestigkeit von 114 g und eine Hakenscherfestigkeit von 3236 g erhalten, auf Basis eines Mittelwerts von 10 Tests.
Zum Vergleich wurden Proben von herkömmlichen Vlies/Folie-Laminaten für Außenlagen von Windeln getestet, mit den gleichen Hakenkomponenten, die in den vorstehenden Beispielen verwendet worden waren. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten: Mit dem kommerziellen Produkt Huggies^® Ultratrim^TM 1996, von der Kimberly-Clark Corporation, einer Vlies-Folie-Laminataußenlage (2,5 Denier Polypropylenspinnvlies, gebunden mit einem Drahtgewebemuster, 46,81 Nadeln/cm² (302 Nadeln/Zoll²), 18% Bindungsfläche) wurden beim Test mit dem Velcro-Haken 858 eine Hakenablösefestigkeit von 29 g und eine Hakenscherfestigkeit von 171 g erhalten, auf Basis eines Mittelwerts von 10 Tests. Mit dem Velcro-Haken 51-1003 wurden eine Hakenablösefestigkeit von 71 g und eine Hakenscherfestigkeit von 588 g erhalten, auf Basis eines Mittelwerts von 10 Tests. Bei Konsumentengebrauchstests wurde ermittelt, dass für aktive Kleinkinder eine Hakenablösefestigkeit von mindestens 100 g und eine Hakenscherfestigkeit von mindestens 1500 g zur Primärbefestigung des Produkts erwünscht sind.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Erfindung innerhalb des Rahmens der vorstehenden Beschreibung Gegenstand vielfältiger Variationen, Modifikationen und Äquivalente ist. Es ist beabsichtigt, dass alle derartigen Modifikationen, Variationen und Äquivalente, wie von den beigefügten Ansprüchen umfasst, eingeschlossen sind. Für diese Zwecke umfassen Äquivalente funktionelle sowie strukturelle Äquivalente und Äquivalente von der Zusammensetzung her. Beispielsweise sind ein Nagel und eine Schraube funktionelle Befestigeräquivalente, obwohl sie unterschiedliche Strukturen aufweisen können.

Claims

Komposit umfassend: Ein vorgebundenes nicht-gewobenes Material (114), das ein Muster von Bindungen (115) aufweist, die voneinander abgesondert sind, mit ungebundenen Fasern oder Filamenten, die sich zwischen den Bindungen befinden, einen Film (116), der an das nicht-gewobene Material (114) an Stellen gebunden ist, die von den Laminatbindungen (112) abgesondert sind, und die ein Muster aufweisen, das sich von demjenigen Muster von Bindungen des nicht-gewobenen Materials (115) unterscheidet, wobei der besagte Film andererseits im Wesentlichen nicht an das nicht-gewobene Material gebunden ist, worin das nicht-gewobene Material (114) Bindungen (115) in demjenigen Bereich beinhaltet, der im wesentlichen nicht an den besagten Film gebunden ist, worin die besagten abgesonderten Bindungen (115) 5–30% des vorgebunden nicht-gewobenen Oberflächenbereichs umfassen und eine Bindungshäufigkeit aufweisen, die in einem Bereich von 7,75 bis 31 Bindungen pro cm² (50 bis 200 Bindungen pro inch²) liegt – und worin die Laminatbindungen (112) weniger als 30% des Laminat-Oberflächenbereichs belegen und zahlenmäßig geringer sind als die vorgebunden Bindungen des nicht-gewobenen Materials.
Komposit nach Anspruch 1, worin das besagte Komposit eine Transmissionsrate bezüglich des Feuchtigkeitsdampfes von wenigstens 100 g/ m²/24h aufweist und einem Wassersäulendruck von wenigstens 50 mbar Wasser Stand hält.
Komposit nach Anspruch 1, worin die Bindungen (112) des besagten Films (116) an das nicht-gewobene Material (114) ein amorphes Polymer umfassen.
Komposit nach Anspruch 3, worin der besagte Film (116) eine Vielzahl von Schichten (118, 120) umfasst und das besagte amorphe Polymer eine der besagten Schichten (118, 120) beinhaltet, die in Kontakt mit dem nicht-gewobenen Material stehen.
Komposit nach Anspruch 3, worin das amorphe Polymer eine Schicht umfasst, die separat auf den besagten Film vor dem Kontakt mit dem nicht-gewobenen Material (114) aufgetragen wird.
Komposit nach Anspruch 2, worin die Fasern oder die Filamente zwischen den abgesonderten Bindungen (115) Schlaufen (110) formende Bindungsareale für eine darauf abgestimmten Hakenbefestiger-Komponente aufweisen.
Komposit nach Anspruch 6, worin die Schlaufen-Komponente des Haken-Schlaufen-Befestigungssystems eine Kraft für das Lösen der Haken aufweist, die in einem Bereich von 100 bis 800 g liegt.
Komposit nach Anspruch 7, worin die Haken-Scheerkraft in einem Bereich von 1000 bis 6000 g liegt.
Persönlicher Pflegeartikel (210) umfassend das Komposit gemäß Anspruch 1.
Persönlicher Pflegeartikel (210) nach Anspruch 9, worin das Komposit ein Verstärkungsmaterial aufweist, das Festigkeit im Wesentlichen überall auf dem Verstärkungsmaterial ermöglicht.
Persönlicher Pflegeartikel nach Anspruch 10 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Windeln, Höschenwindeln, Inkontinenz-Bekleidung und Hygiene Produkte für Frauen.
Verfahren zum Herstellen eines Komposits umfassend die folgenden Schritte: a) zur Verfügung stellen eines vorgebundenen nicht-gewobenen Materials (114), das ein Muster von abgesonderten Bindungen (115) aufweist mit ungebundenen Fasern oder Filamenten zwischen den besagten Bindungen, b) zur Verfügung stellen eines atmungsfähigen Films c) zur Verfügung stellen eines amorphen Polymers zwischen dem nicht gewobenen Material (114) und dem besagten Film (116) und d) Zusammenfügen des nicht-gewobenen Materials (114), der Schicht des amorphen Polymers und des Films (116) unter Bedingungen, bei denen das nicht-gewobene Material in einem Muster von abgesonderten Bindungen (112), das sich von dem Muster, das sich von demjenigen Muster von Bindungen des nicht-gewobenen und vorgebundenden Materials (115) unterscheidet, an den besagten Film (116) gebunden wird und weniger als 30% des Oberflächenbereichs einnimmt, worin die Laminatbindungen (112) zahlenmäßig geringer sind als die vorgebunden Bindungen (115) des nicht-gewobenen Materials und dergestalt, dass die besagten abgesonderten Bindungen (115) 5–30% des vorgebunden nicht gewobenen Oberflächenbereichs umfassen und eine Bindungshäufigkeit aufweisen, die in einem Bereich von 7,75 bis 31 Bindungen pro cm² (50 bis 200 Bindungen pro inch²) liegt.
Verfahren nach Anspruch 12, worin der besagte Film (116) nach dem Binden and das nicht-gewobene Material (114) gedehnt und zurückgezogen wird, wodurch die Fasern oder die Filamente Schlaufen zwischen den abgesonderten Bindungen bilden und dadurch Bereiche für das Anheften einer darauf abgestimmten Haken-Komponente bilden.
Medizinisches Befestigungsmittel umfassend Haken- und Schlaufenkomponenten, worin die Schlaufenkomponente ein Komposit gemäß Anspruch 1 umfasst.
Komposit nach Anspruch 1, worin die abgesonderten Laminatbindungen 10 bis 25% des Laminat-Oberflächenbereichs belegen.
Komposit nach Anspruch 15, worin die Bindungshäufigkeit des vorgebundenen nicht-gewobenen Materials in einem Bereich von 11,625 bis 19,375 Bindungen pro cm² (75 bis 125 Bindungen pro inch²) liegt.
Komposit nach Anspruch 16 aufweisend eine Martindale Abrasion von wenigstens 3.
Komposit nach Anspruch 17 aufweisend eine Transmissionsrate von Feuchtigkeitsdampf von wenigstens 800 g/m²/24h und das einem Wassersäulendruck von wenigstens 50 mbar Stand hält.