DE112014002253T5

DE112014002253T5 - Dehnlaminate umfassende Absorptionsartikel

Info

Publication number: DE112014002253T5
Application number: DE112014002253.5T
Authority: DE
Inventors: Marcus Schönbeck; Georg Baldauf; Miguel Alberto Herrera; Henner Sollmann; Urmish Popatlal Dalal; Erica Lynne Locke
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2016-02-18
Also published as: US20230172765A1; US10485713B2; CN105188628A; US20210393453A1; US9533067B2; US20200046576A1; US20210077315A1; JP2016522714A; US20210077316A1; US11135100B2; JP6169786B2; US20170071800A1; US20230285205A1; CN105188628B; US11590033B2; US11179278B2; GB201518945D0; US20210077317A1; US20140330232A1; WO2014179370A1

Abstract

Ein absorbierender Artikel umfasst eine Grundeinheit umfassend eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen Absorptionskern, der zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist, und mindestens ein mit der Grundeinheit verbundenes elastisch dehnbares Feld. Das elastisch dehnbare Feld umfasst ein Dehnlaminat, das über mindestens eine Deckschicht und eine auf der Deckschicht befestigte Elastomerfolie verfügt, wobei die Elastomerfolie zwei Flächen und auf mindestens einer der Flächen eine Außenhaut und ein sich zwischen der Außenhaut und der Deckschicht befindendes Haftmittel aufweist.
Das elastische Laminat hat mindestens einen Verankerungsbereich und mindestens einen Dehnungsbereich. Die sich im Verankerungsbereich befindende Außenhaut weist eine Vielzahl von Falten auf, wobei diese Falten Furchen aufweisen und sich mindestens ein Teil des Haftmittels in mindestens einigen dieser Furchen befindet. Es wird zudem ein das elastische Laminat umfassender absorbierender Artikel bereitgestellt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Dehnlaminate und Absorptionsartikel wie Windeln, Unterhosen oder ähnliches, die mit solchen Dehnlaminaten verarbeitet sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Absorbierende Einwegartikel, wie zum Beispiel Windeln, sollen Körperausscheidungen auffangen und verhindern, dass die Kleidung des Trägers und/oder andere Gegenstände (z. B. ein Bett, Stuhl, eine Decke usw.) beschmutzt werden. Die Passform des Artikels am Körper des Trägers ist entscheidend, um zu gewährleisten, dass diese Ausscheidungen aufgefangen werden. Solche Artikel sollen zudem kostengünstig sein, und deren Hersteller bieten sie gewöhnlich für viele unterschiedliche Körperformen an. Daher besteht weiterhin Interesse an neuen und verbesserten absorbierenden Einwegartikel, die sowohl für eine Vielzahl von Körperformen geeignet sind, als auch eng am Körper des Trägers anliegen, um Körperausscheidungen aufzufangen und das Auslaufen einzugrenzen.
Hersteller versuchen mit der Verwendung elastischer Materialien der Herausforderung gerecht zu werden, die Artikel für verschiedene Körperformen zu gestalten und dabei dennoch einen festen Sitz am Körper zu gewährleisten. Zu diesen Materialgruppen gehören Dehnlaminate. Wie der Name schon vermuten lässt, sind diese Materialien im Grunde ein Verbund von einzelnen, zum Beispiel mithilfe eines Haftmittels aufeinander laminierten Teilen. Ein typisches Dehnlaminat soll eine oder mehrere Schichten Abdeckmaterial mit einer oder mehreren Schichten oder Strängen eines elastomeren Materials verbinden.
Ein Problem ergibt sich daraus, dass die Herstellung von Dehnlaminaten äußerst schwierig und teuer ist. Beträchtliche Anstrengungen wurden unternommen, um neue Arten von Dehnlaminaten und neue Verfahren zur Herstellung von Dehnlaminaten auf den Weg zu bringen. Eine große Anzahl Patente behandelt die Schwierigkeiten bei der Herstellung und die aufwendigen und teuren Schritte bei der Vorbereitung dieser Laminate. Daher besteht weiterhin Bedarf an neuen Dehnlaminaten, neuen Verfahren zur Herstellung besser funktionierender und/oder kostengünstigerer Dehnlaminate und neuen Absorptionsartikeln, die solche Dehnlaminate enthalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt umfasst ein Absorptionsartikel i) eine Grundeinheit umfassend eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen Absorptionskern, der zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist und ii) mindestens ein mit der Grundeinheit verbundenes elastisch dehnbares Feld. Das elastisch dehnbare Feld umfasst ein Dehnlaminat, das über mindestens eine Deckschicht und eine auf der Deckschicht befestigte Elastomerfolie verfügt, wobei die Elastomerfolie zwei Flächen und auf mindestens einer der Flächen eine Außenhaut und ein sich zwischen der Außenhaut und der Deckschicht befindendes Haftmittel aufweist. Das elastische Laminat hat mindestens einen Verankerungsbereich und mindestens einen Dehnungsbereich. Die sich im Verankerungsbereich befindende Außenhaut hat eine Vielzahl von Falten, wobei diese Falten Furchen aufweisen und sich mindestens ein Teil des Haftmittels in mindestens einigen dieser Furchen befindet.
In einem anderen Aspekt umfasst ein absorbierender Artikel i) eine Grundeinheit umfassend eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen Absorptionskern, der zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist und ii) mindestens ein mit der Grundeinheit verbundenes elastisch dehnbares Feld. Das elastisch dehnbare Feld umfasst ein Dehnlaminat, das eine erste Deckschicht, eine zweite Deckschicht und eine Elastomerfolie umfasst, die zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht angeordnet ist, wobei die Elastomerfolie über eine erste Außenhaut auf einer ersten Fläche, die sich am nächsten zur ersten Deckschicht befindet, eine zweite Außenhaut auf einer zweiten Fläche, die sich am nächsten zur zweiten Deckschicht befindet, und ein Haftmittel verfügt, das zwischen der ersten Außenhaut und der ersten Deckschicht und zwischen der zweiten Außenhaut und der zweiten Deckschicht angeordnet ist. Das elastische Laminat hat mindestens einen Verankerungsbereich und mindestens einen Dehnungsbereich. Die sich im Verankerungsbereich befindende erste und zweite Außenhaut weist jeweils eine Vielzahl von Falten auf, wobei diese Falten Furchen aufweisen und sich mindestens ein Teil des Haftmittels in mindestens einigen dieser Furchen befindet.
Weitere Aspekte der Offenbarung sind in den Ansprüchen dieses Patents beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Beschreibung endet mit Ansprüchen, die den Gegenstand, der als die vorliegende Erfindung betrachtet wird, besonders deutlich machen und eindeutig beanspruchen. Die Erfindung wird jedoch anhand der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den dazugehörigen Zeichnungen noch besser zu verstehen sein. Einige der Figuren sind mitunter durch Auslassung ausgewählter Elemente vereinfacht dargestellt, so dass andere Elemente deutlicher erkennbar sind. Solche Auslassungen von Elementen in einigen Figuren sind nicht notwendigerweise ein Hinweis auf das Vorhandensein oder Fehlen bestimmter Elemente in einer der beispielhaften Ausführungsformen, außer dies ist explizit in der entsprechenden schriftlichen Beschreibung geschildert. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu.
1A ist eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines Dehnlaminats nach der vorliegenden Offenbarung;
1B ist eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Dehnlaminats nach der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Rasterelektronenmikroskop(REM)-Mikrofotografie, die eine Querschnittsansicht eines Teils einer nicht voraktivierten Elastomerfolie zeigt;
3 ist eine vergrößerte Version der REM-Mikrofotografie aus 2;
4 ist eine REM-Mikrofotografie, die eine Querschnittsansicht eines Teils einer voraktivierten Elastomerfolie zeigt;
5 ist eine vergrößerte Version der REM-Mikrofotografie aus 4;
6 ist eine Durchlicht-Mikrofotografie einer Draufsicht eines Teils einer nicht voraktivierten Elastomerfolie;
7 ist eine Durchlicht-Mikrofotografie einer Draufsicht eines Teils einer voraktivierten Elastomerfolie;
8 ist eine REM-Mikrofotografie, die eine Querschnittsansicht eines Teils eines Dehnlaminats zeigt, das eine nicht voraktivierte Elastomerfolie umfasst.
9 ist eine vergrößerte Version der REM-Mikrofotografie aus 8;
10 ist eine REM-Mikrofotografie, die eine Querschnittsansicht eines Teils eines Dehnlaminats zeigt, das eine voraktivierte Elastomerfolie umfasst;
11 ist eine vergrößerte Version der REM-Mikrofotografie aus 10;
12 ist eine Draufsicht eines beispielhaften absorbierenden Artikels, der Teile umfasst, die aus einem Dehnlaminat nach der vorliegenden Offenbarung gefertigt sind, wobei ein Teil der Oberschicht entfernt ist, damit der darunterliegende absorbierende Kern ersichtlich ist;
13 ist eine perspektivische Ansicht des absorbierenden Artikels aus 12, der in seinem verengten Zustand, d. h. durch die von den elastischen Teilen induzierte Kontraktion, dargestellt ist;
14 ist eine Draufsicht einer beispielhaften Verschlusslasche, die aus dem Dehnlaminat nach der vorliegenden Offenbarung gefertigt ist; und
15 ist eine schematische Darstellung eines fortlaufenden Prozesses zur Herstellung eines Dehnlaminats nach der vorliegenden Offenbarung.
16 ist eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines T-Schältest-Musters.
17 ist eine schematische Darstellung einer Querschnittsansicht des T-Schältest-Musters aus 16, das entlang Linie 17-17 erstellt wurde.
18 ist eine beispielhafte Tabelle, in der T-Schäl-Kurven grafisch dargestellt sind, die mithilfe des T-Schäl-Tests generiert wurden. Die beispielhafte Tabelle stellt die T-Schäl-Daten für Beispiel 2 dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Definitionen
Die nachstehend verwendeten Begriffe haben die folgenden Bedeutungen:
Der Begriff „absorbierender Artikel” betrifft eine Einrichtung, die Flüssigkeit absorbiert und aufnimmt, und betrifft konkret eine Einrichtung, die an dem oder gegen den Körper des Trägers platziert ist, um die verschiedenen aus dem Körper ausgeschiedenen Abfallstoffe/Ausscheidungen zu absorbieren und aufzunehmen.
Die Begriffe „aktiviert” und „voraktiviert” betreffen einen Vorgang bei dem ein Material mechanisch verformt wird, um die Dehnbarkeit mindestens eines Teils des Materials zu erhöhen. Ein Material kann aktiviert oder voraktiviert werden, indem das Material zum Beispiel schrittweise in mindestens eine Richtung gedehnt wird.
Die Begriffe „adhäsiv verbunden” oder „adhäsiv laminiert” betreffen ein Laminat, in dem ein Haftmittel verwendet wird, um ein elastomeres Material mit mindestens einer Deckschicht zu verbinden.
Der Begriff „befestigt” betrifft Elemente, die durch Verschluss, Haftung, Verklebung oder ein anderes geeignetes Verfahren zur Verbindung der Elemente miteinander und mit ihren Bestandteilen verbunden oder vereint werden. Viele geeignete Verfahren zur Befestigung von Elementen miteinander sind weitgehend bekannt, wie zum Beispiel Kleben, Druckverklebung, thermische Verklebung, Ultraschallverklebung, mechanischer Verschluss usw. Solche Befestigungsverfahren können verwendet werden, um Elemente in einem bestimmten Bereich entweder kontinuierlich oder intermittierend aneinander zu befestigen.
Der Begriff „Windel” betrifft einen absorbierenden Artikel, der üblicherweise von Kinder und inkontinenten Personen um den unteren Rumpf getragen wird, und der im Allgemeinen die Form eines Tuchs hat, von dem unterschiedliche Teile miteinander verbunden werden, um die Hüfte und die Beine des Trägers zu umschließen.
Der Begriff „Einweg” betrifft Absorptionsartikel, die im Allgemeinen nicht gewaschen werden oder anderweitig wiederhergestellt oder nochmals als Absorptionsartikel verwendet werden, d. h. sie sind dafür vorgesehen, nach einmaliger Benutzung entsorgt zu werden und vorzugsweise verwertet, kompostiert oder anderweitig umweltfreundlich entsorgt zu werden.
Der Begriff „angeordnet” soll bedeuten, dass ein Element(e) an einem bestimmten Ort oder in einer bestimmten Position als einheitliche Struktur mit anderen Elementen oder als separates Element, das mit einem anderen Element verbunden ist, ausgebildet (verbunden und positioniert) ist.
Der Begriff „dehnbar” betrifft die Eigenschaft eines Materials, wobei folgendes gilt: Wenn auf das Material eine Spannkraft ausgeübt wird, kann das Material auf eine gestreckte Länge von mindestens 110% seiner ursprünglichen, entspannten Länge ausgedehnt werden (d. h. es kann sich um 10% ausdehnen), ohne dass es dabei zum Zerreißen oder Bruch kommt, in dessen Folge das Material für den vorgesehenen Zweck unbrauchbar wird. Ein Material, das diese Definition nicht erfüllt, wird nicht als dehnbar betrachtet. In einigen Ausführungsformen kann ein dehnbares Material auf eine gestreckte Länge von 125% oder mehr seiner ursprünglichen, entspannten Länge ausgedehnt werden, ohne dass es dabei zum Zerreißen oder Bruch kommt, in dessen Folge das Material für den vorgesehenen Zweck unbrauchbar wird. Wird die Spannkraft auf ein dehnbares Material entfernt, kann dieses in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren oder auch nicht.
In der vorliegenden Offenbarung wird ein dehnbares Material als „elastisch dehnbar” betrachtet, wenn bei Ausübung einer Spannkraft auf das Material dieses auf eine gestreckte Länge von mindestens 110% ausgedehnt werden kann (d. h. es kann sich um 10% ausdehnen), ohne dass es dabei zum Zerreißen oder Bruch kommt, in dessen Folge das Material für den vorgesehenen Zweck unbrauchbar wird, und wenn die Spannkraft auf das Material entfernt wird, das Material mindestens 40% seiner Ausdehnung zurückerlangen kann. In verschiedenen Beispielen kann sich das Material, wenn die Spannkraft auf das elastisch dehnbare Material entfernt wird, auf mindestens 60% oder mindestens 80% seiner Ausdehnung zurückstellen.
Die Begriffe „innen” und „außen” betreffen jeweils den Ort eines Elements, das beim Tragen eines Absorptionsartikels an oder vor dem Körper eines Trägers platziert werden soll und den Ort eines Elements, das beim Tragen eines absorbierenden Artikels an oder vor der Kleidung platziert wird, die über dem absorbierenden Artikel getragen wird. Synonyme für „innen” und „außen” sind jeweils „innerlich” und „äußerlich” sowie „innerhalb” und „außerhalb”. Wenn der Absorptionsartikel so ausgerichtet wird, dass sein Inneres nach oben zeigt, z. B. wenn es so hingelegt wird, dass sich der Träger darauf setzen kann, lauten die Synonyme jeweils „oberhalb” und „unterhalb” und „oben” und „unten”.
Der Begriff „verbunden” betrifft Konfigurationen, bei denen ein Element direkt an ein anderes Element fixiert wird, indem es direkt an dem anderen Element befestigt wird, und Konfigurationen, bei denen ein Element indirekt an ein anderes Element fixiert wird, indem es an ein Zwischenglied befestigt wird, das wiederum an dem anderen Element befestigt ist oder an Zwischengliedern befestigt wird, die wiederum an dem anderen Element befestigt sind.
Der Begriff „seitlich” oder „schräg” betrifft eine Richtung, die im 90°-Winkel zur Längsrichtung verläuft und umfasst Richtungen innerhalb ±45° der Querrichtung.
Der Begriff „längslaufend” betrifft eine Richtung, die parallel zu der maximal zulässigen Abmessung des Artikels verläuft und umfasst Richtungen innerhalb ±45° der Längsrichtung.
Der Begriff „Höschen” betrifft einen absorbierenden Artikel, der im Allgemeinen von Kindern und inkontinenten Personen um den unteren Rumpf getragen wird und die Form einer kurzen Unterhose hat, die dem Träger ohne Öffnung eines Verschlusses an- oder ausgezogen werden kann. Ein Höschen kann dem Träger angezogen werden, indem die Beine des Trägers in die Beinöffnungen eingeführt werden und das Höschen in die richtige Position um den unteren Rumpf des Trägers gebracht wird. Während hierin der Begriff „Höschen” verwendet wird, werden solche Höschen auch als „geschlossene Windeln”, vorfixierte Windel”, „Höschenwindel”, „Übungshöschen” und „Windelhöschen” bezeichnet.
Der Begriff „Rückstellung” betrifft die Fähigkeit eines Materials wieder in dessen ursprüngliche Größe zurückzukehren nachdem es gedehnt wurde.
Der Begriff „wiederverschließbar” betrifft die Eigenschaft zweier Elemente, die lösbar befestigt sind, getrennt werden und anschließend wieder lösbar befestigt werden können, ohne dass sie dabei wesentlich und permanent deformiert werden oder zerreißen.
Die Begriffe „lösbar befestigt” und „lösbar verankert” sowie Variationen davon betreffen zwei Elemente, die so verbunden sind oder verbunden werden können, dass die Elemente in der Regel verbunden bleiben, wenn keine Trennkraft auf ein oder beide Elemente ausgeübt wird, und die Elemente getrennt werden können, ohne dass sie dabei wesentlich deformiert oder zerrissen werden. Die erforderliche Trennkraft ist in der Regel größer als die beim Tragen der absorbierenden Kleidung aufgebrachte Kraft.
Die „Belastung” oder „prozentuale Belastung” eines Materials wird berechnet, indem die ursprüngliche Länge von der ausgedehnten Länge subtrahiert wird, das Ergebnis dann durch die ursprüngliche Länge geteilt und mit 100 multipliziert wird. Die prozentuale Belastung ist in folgender Gleichung dargestellt: Prozentuale Belastung =% Belastung = Belastung = 100·[(Ls – L₀)/L₀], wobei L₀ die ursprüngliche Länge des Dehnlaminats (oder Elastomerfolie) zu Beginn der Dehnung und Ls die Länge des gedehnten Laminats (oder Elastomerfolie) am Ende der Dehnung ist. Ein Muster, das von einer ursprünglichen Länge von 10 mm auf eine Länge von 30 mm gedehnt wurde entspricht einer Belastung von 200%. Die Belastung kann in Längsrichtung, Breiterichtung oder einer Richtung dazwischen berechnet werden.
Der „Dehnungsrest” oder „prozentuale Dehnungsrest” eines Materials wird berechnet, indem eine ursprüngliche Länge von einer Endlänge subtrahiert wird, das Ergebnis dann durch die ursprüngliche Länge geteilt und mit 100 multipliziert wird. Der prozentuale Dehnungsrest ist in folgender Gleichung dargestellt: Prozentualer Dehnungsrest =% Dehnungsrest = Dehnungsrest = 100·[(L_f – L₀)/L₀] wobei L₀ die ursprüngliche Länge des Dehnlaminats (oder Elastomerfolie) zu Beginn der Dehnung und L_f die Länge des entspannten Dehnlaminats (oder Elastomerfolie) ist, nachdem die Dehnkraft entfernt wurde. Ein Muster wird von einer ursprünglichen Länge von 10 mm auf eine Länge von 30 mm gedehnt. Bei Entspannung (Entfernung der Belastung) stellt sich das Muster auf eine Länge von 15 mm zurück. Das entspricht einem Dehnungsrest von 50%. Der Dehnungsrest kann in Längsrichtung, Breiterichtung oder einer Richtung dazwischen berechnet werden.
Der Begriff „Falte” betrifft eine kleine Vertiefung, Rippe oder einem kleinen Knick.
Dehnlaminat
1A veranschaulicht eine Ausführungsform eines Dehnlaminats 20 nach der vorliegenden Offenbarung. Nach dieser Ausführungsform kann das Laminat 20 drei Schichten umfassen: eine Elastomerfolie 22, eine erste Deckschicht 24 und eine zweite Deckschicht 26. Nach anderen Ausführungsformen (wie in 1B dargestellt) kann ein Laminat 20' jedoch nur zwei Schichten umfassen: eine Elastomerfolie 22' und eine Deckschicht 24'. Auch wenn die folgende Beschreibung sich auf bestimmte Referenznummern in 1A bezieht, sollte der Leser auch die Hauptversionen dieser Nummern betrachten, die die Ausführungsform mit zwei Schichten aus 1B betreffen. Bezieht sich die Beschreibung also auf „Elastomerfolie 22 und die erste Deckschicht 24 des Dehnlaminats 20”, wird davon ausgegangen, dass der Leser die gleiche Beschreibung auch für „Elastomerfolie 22' und Deckschicht 24' des Dehnlaminats 20'” in Betracht zieht.
Die Elastomerfolie 22 und Deckschichten 24, 26 können aneinander befestigt werden. Zum Beispiel kann ein Haftmittel 30, 32 zwischen den Schichten 22, 24, 26 aufgebracht werden. Wie zu erkennen ist, kann das Haftmittel 30 vorerst entweder auf einer ersten Fläche 40 der Elastomerfolie 22 oder einer Fläche 42 der Deckschicht 24 aufgebracht werden, und das Haftmittel 32 kann vorerst ebenso entweder auf einer zweiten Fläche 44 der Elastomerfolie 22 oder einer Fläche 46 der Deckschicht 26 aufgebracht werden. Im Verbund verbindet das Haftmittel 30 die Fläche 40 (und damit Elastomerfolie 22) mit Fläche 42 (und damit Deckschicht 24), und Haftmittel 32 verbindet Fläche 44 (und damit Elastomerfolie 22) mit Fläche 46 (und damit Deckschicht 26).
Während die Schichten 22, 24, 26 sich scheinbar vollständig überlagern, muss dies nicht unbedingt in allen Ausführungsformen der Fall sein. Zum Beispiel können die Deckschichten 24, 26 über die Elastomerfolie 22 herausragen und aneinander befestigt werden, wenn die Schichten 24, 26 über Elastomerfolie 22 hinausragen. Alternativ können die Deckschichten 24, 26 nicht an die Enden der Elastomerfolie 22 heranreichen. Während das Haftmittel 30, 32 in 1A und 1B scheinbar als durchgängige Schicht ausgebildet ist, kann das Haftmittel nicht nur als durchgängige Schicht sondern auch als diskontinuierliches Muster (wie zum Beispiel ein Muster aus Linien, Spiralen oder Punkten) aufgebracht werden. Die Verklebung kann daher auf die vollständige Breite des Dehnlaminats 20 oder einem Teil der Breite des Laminats erfolgen (z. B. intermittierende oder Flächenverklebung). Weitere alternative Haftungsmechanismen können Heißverklebung, Druckverklebung, Ultraschallverklebung, dynamische, mechanische Verklebung oder ein anderer geeigneter Befestigungsmechanismus oder eine Kombination aus diesen Befestigungsmechanismen sein.
Die Elastomerfolie 22 des Dehnlaminats 20 umfasst ein Material aus einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten, das elastisch dehnbar ist. Das elastisch dehnbare Material kann zwischen ca. 10 μm bis ca. 100 μm, ca. 20 μm bis ca. 60 μm oder ca. 30 μm bis ca. 50 μm oder in einigen Ausführungsformen ca. 40 μm dick sein. Das elastisch dehnbare Material kann ein elastomeres Polyolefin und in einigen Ausführungsformen eine Blasfolie aus Polyolefin (POE) umfassen. Beispiele für nützliche elastisch dehnbare Materialien sind Homopolymere oder Co-Polymere auf Propylenbasis oder Homopolymere oder Co-Polymere auf Ethylenbasis aus der Gruppe bestehend aus: einem elastischen statistischem (Random-)Poly(propylen/olefin)-Copolymer, einem Stereofehler enthaltenden isotaktischen Polypropylen, einem isotaktischen/ataktischen Polypropylen-Blockcopolymer, einem isotaktischen Polypropylen/Random-Poly(propylen/olefin)-Copolymer-Blockcopolymer, einem elastomeren Stereoblockpolypropylen, einem syndiotaktischem, Blockpolypropylen-Poly(ethylen-copropylen) blocksyndiotaktischem Polypropylen-Triblockcopolymer, einem isotaktischen Polypropylen-Block regioirregulärem Polypropylen blocksyndiotaktischem Polypropylen-Triblockcopolymer, einem Polyethylen-Random-(Ethylen/Olefin)-Copolymer-Blockcopolymer, einem Reaktor-Blend-Polypropylen, einem Polypropylen mit sehr geringer Dichte, einem Metallocen-Polypropylen, Metallocen-Polyethylen und Kombinationen davon. Weitere Beispiele nützlicher elastisch dehnbarer Materialien sind Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymere, Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymere, Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymere, Polyurethane, Ethylen-Copolymere, Polyetherblockamide und Kombinationen davon.
Das elastisch dehnbare Material kann auch modifizierende Harze umfassen. Solche für den vorliegenden Zweck nützliche modifizierende Harze umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf ungehärtetes C5-Kohlenwasserstoffharz oder C9-Kohlenwasserstoffharze, teilweise und vollständig gehärtete C5-Kohlenwasserstoffharze oder C9-Kohlenwasserstoffharze; cycloaliphatische Harze; Harzterpene; natürliche und modifizierte Harze und Harzderivate; Cumaron-Indene; Polycyclopentadiene und deren Oligomere; Polymethylstyrol oder deren Oligomere; Phenolharze; Inden-Polymere, -Oligomere und -Copolymere; Acrylat- und Methacrylatoligomere, -Polymere oder Copolymere; deren Derivative; und Kombinationen davon. Modifizierende Harze können auch alizyklische Terpene, Kohlenwasserstoffharze, cycloaliphatische Harze, Poly-Beta-Pinene, Terpen-Phenolharze und Kombinationen davon sein. Nützliche C5-Kohlenwasserstoffharze und C9-Kohlenwasserstoffharze sind im US-Patent Nr. 6,310,154 offenbart.
Das elastisch dehnbare Material kann verschiedene Zusatzstoffe umfassen. Geeignete Zusatzstoffe, wie unter anderem Stabilisatoren, Antioxidantien und Bakteriostate, können angewandt werden, um einen thermischen, oxidativen und biochemischen Abbau des elastisch dehnbaren Materials zu verhindern. Das elastisch dehnbare Material kann zu ca. 0,01% bis ca. 60% des Gesamtgewichts aus Zusatzstoffen bestehen. In anderen Ausführungsformen enthält die Zusammensetzung ca. 0,01% bis ca. 25% Zusatzstoffe. In anderen geeigneten Ausführungsformen besteht das elastisch dehnbare Material zu ca. 0,01% bis ca. 10% des Gewichts aus Zusatzstoffen.
Das elastisch dehnbare Material kann verschiedene Stabilisatoren und Antioxidantien umfassen, die aus dem Stand der Technik weitreichend bekannt sind und durch ein hohes Molekulargewicht gehinderte Phenole umfassen (z. B. Phenolverbindungen mit sterisch sperrigen Radikalen aus der Hydroxylgruppe), multifunktionale Phenole (z. B. Phenolverbindungen mit Schwefel- und phosphorhaltigen Gruppen), Phosphate wie zum Beispiel Tris-P-(nonylphenyl)phosphit, gehinderte Amine und Kombinationen davon. Proprietäre/kommerzielle Stabilisatoren und/oder Antioxidantien sind unter verschiedenen Handelsnamen erhältlich, wie zum Beispiel verschiedene Wingstay^®, Tinuvin^® und Irganox^®-Produkte.
Das elastisch dehnbare Material kann verschiedene Bakteriostate umfassen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beispiele geeigneter Bakteriostate umfassen Benzoate, Phenole, Aldehyde, halogenhaltige Verbindungen, Stickstoffverbindungen und metallhaltige Verbindungen, wie zum Beispiel Quecksilber-, Zink- und Zinnverbindungen. Ein repräsentatives Beispiel ist unter dem Handelsnamen Irgasan Pa. bei der Ciba Specialty Chemical Corporation aus Tarrytown, NYC, erhältlich.
Das elastisch dehnbare Material kann Viskositätsmodifizierer, Verarbeitungshilfsstoffe, Gleitmittel oder Fließhilfsstoffe umfassen. Verarbeitungshilfsstoffe umfassen Verarbeitungsöle, die weitreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind und sowohl synthetische als auch natürliche Öle, naphthenische Öle, Paraffinöle, Olefin-Oligomere und Polymere mit niedrigem Molekulargewicht, pflanzliche und tierische Öle und deren Derivate sowie hydrierte Versionen umfassen. Verarbeitungsöle können auch Kombinationen solcher Öle umfassen. Mineralöl kann auch als Verarbeitungsöl eingesetzt werden. Viskositätsmodifizierer sind ebenso weitreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Zum Beispiel können aus Erdöl gewonnene Wachse verwendet werden, um die Viskosität des Elastomers mit langsamen Rückstellungsverhalten bei der thermischen Verarbeitung zu reduzieren. Geeignete Wachse sind Polyethylen mit niedrigem-durchschnittlichen Molekulargewicht (z. B. 0,6–6,0 Kilodalton); Erdölwachse wie Paraffinwachs und mikrokristalliner Wachs; ataktische Polypropylene; synthetische Wachse aus polymerisierendem Kohlenmonoxid und Wasserstoff, wie zum Beispiel Fischer-Tropsch-Wachs und Polyolefin-Wachse.
Die Elastomerfolie 22 umfasst darüber hinaus mindestens eine Außenhaut, die auf dem elastisch dehnbaren Material angeordnet ist, wobei die Außenhaut mindestens eine der Folienflächen 40, 44 bildet. Eine solche Außenhaut ist ein dehnbares Material und stellt eine Außenfläche der Elastomerfolie 22 dar, die eine geringere Klebrigkeit hat als das darunter liegende elastisch dehnbare Material. In einigen Ausführungsformen kann die Außenhaut auch als elastisch dehnbares Material bezeichnet werden, ist jedoch weniger elastisch als das darunter liegende elastisch dehnbare Material. Daher weist die Außenhaut im Vergleich zum elastisch dehnbaren Material bei gleicher Ausdehnung eine geringere Rückstellung auf. Mit anderen Worten weist die Außenhaut im Vergleich zum elastisch dehnbaren Material bei gleicher Ausdehnung einen höheren prozentualen Dehnungsrest auf. Die Außenhaut kann die Verarbeitbarkeit der Elastomerfolie 22 fördern und hat eine Dicke von ca. 1 μm bis 10 μm, 3 μm bis 7 μm oder in einigen Ausführungsformen ca. 5 μm. In bestimmten Ausführungsformen ist die Außenhaut, die das elastisch dehnbare Material in der Elastomerfolie 22 überdeckt, ein Polyolefin. Beispiele für nützliche Außenhautsmaterialien sind Metallocen-Polyethylen, Polyethylen mit geringer Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, lineares Polyethylen mit geringer Dichte, Polyethylen mit sehr geringer Dichte, ein Polypropylen-Homopolymer, ein statisches Kunststoff-Poly(propylen/olefin)-Copolymer, syndiotaktisches Polypropylen, Metallocen-Polyethylen, Polybuten, ein schlagzähes Copolymer, ein Polyolefin-Wachs und Kombinationen davon.
Beispielhafte Elastomerfolien, die für die hierin aufgeführten Dehnlaminate nützlich sind (d. h ein elastisch dehnbares Material mit mindestens einer Außenhaut, die auf der Fläche des elastisch dehnbaren Materials aufgebracht ist) umfassen M18-1117 und M18-1361 Elastomerfolien, die bei der Clopay Corporation in Cincinnati, Ohio erhältlich sind; K11-815 und CEX-826 Elastomerfolien, die bei Tredegar Film Products of Richmond in Virginia erhältlich sind und Elastomerfolien, die bei der Mondi Gronau GmbH in Gronau, Deutschland erhältlich sind. Diese beispielhaften Elastomerfolien umfassen eine einzelne Schicht elastisch dehnbaren Materials mit einer Außenhaut, die auf beiden Flächen des Materials aufgebracht ist. Bezugnehmend auf 1A hätten solche beispielhaften Elastomerfolien eine Außenhaut, die die erste Fläche 40 bereitstellt und eine zweite Außenhaut, die die zweite Fläche 44 bereitstellt. Andere, für die hierin aufgeführten Dehnlaminate anwendbaren Elastomerfolien benötigen jedoch nur eine Außenhaut, die die erste Fläche 40 oder die zweite Fläche 44 bereitstellt.
Die Deckschichten 24, 26 können ein Vliesmaterial umfassen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, nur nach dem Spinnvliesverfahren hergestellte Materialien oder eine Kombination aus nach dem Spinnvliesverfahren hergestellten und heißluftgezogenen Materialien, wie Spinnvlies-Meltblownvlies (SM), Spinnvlies-Meltblownvlies-Spinnvlies (SMS), SMMS-Vliesstoffe, SSMMS-Vliesstoffe, wasserstrahlverfestigte Vliesstoffe und weichverfestigte Vliesstoffe. Die Vliesstoffe können auch kardierte Vliesstoffe umfassen, wie zum Beispiel solche, die speziell so entworfen und hergestellt werden, dass sie einem Aktivierungsvorgang unterzogen werden können (z. B. ein Ringwalzverfahren). Ein beispielhafter Vliesstoff ist ein kardierter Vliesstoff aus einem Polypropylen-Homopolymer. Die Spinnvliese können auch speziell so entworfen und/oder hergestellt werden, dass sie einem Aktivierungsvorgang unterzogen werden können. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass durch die Verwendung der Elastomerfolie nach der vorliegenden Offenbarung eine größere Flexibilität bei der Gestaltung erreicht werden kann. So können Spinnvliese zum Beispiel für Anwendungen gewählt werden, bei denen in der Vergangenheit nur kardierte Vliesstoffe verwendet wurden, oder es können dünnere Elastomerfolien mit den kardierten Vliesstoffen verwendet werden. Der Fachmann wird auch andere Verbesserungen hinsichtlich der Gestaltungsfreiheit erkennen. So kann/können in einigen Ausführungsformen die Deckschicht(en) dehnbare Vliesstoffe sein und können wahlweise einen Aktivierungsvorgang durchlaufen oder auch nicht, um das elastische Laminat dehnbar zu gestalten.
Das Flächengewicht des Vliesmaterials kann weniger als ca. 30 g/m² betragen. Nach bestimmten Ausführungsformen kann das Flächengewicht weniger als ca. 27 g/m² betragen. In anderen Ausführungsformen kann das Flächengewicht geringer als 25 g/m² sein. In noch anderen Ausführungsformen kann das Vliesmaterial ein Flächengewicht von weniger als ca. 24 g/m² aufweisen. Die Vliesmaterialien können auch Zusatzstoffe enthalten, wie zum Beispiel CaCO₃. Als Deckschichten 24, 26 in Ausführungsformen des hierin erläuterten Dehnlaminats können auch Gewebe oder gewirkte Ware verwendet werden.
Das Haftmittel 30, 32 kann ein Haftmittel sein, das eine geeignete Befestigung zwischen der Elastomerfolie 22 und den Deckschichten 24, 26 herstellt. In einigen Ausführungsformen kann das Haftmittel ein Heißschmelz-Haftmittel mit einem Flächengewicht von weniger als ca. 15 g/m² sein. Nach einer Ausführungsform kann das Haftmittel ein H2031-Haftmittel sein, das bei Bostik Inc. in Middleton, Massachusetts erhältlich ist. Ein Merkmal dieses Haftmittels ist, dass es bei 23°C äußerst druckempfindlich ist, was hilfreich ist, wenn ein Dehnlaminat in Handarbeit hergestellt wird. Dieses Haftmittel ist jedoch auch für die Verwendung bei der Herstellung elastischer Laminate aus den oben aufgeführten Elastomerfolien und Deckschichten geeignet, wobei konventionelle Produktionsanlagen für Dehnlaminate verwendet werden, die aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind.
Die Elastomerfolie 22 wird vor der Befestigung an mindestens eine Deckschicht 24, 26 mechanisch voraktiviert. Wie genau im unten beschriebenen HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR DEHNLAMINAT erklärt, kann die Elastomerfolie 22 voraktiviert werden, indem sie quer zu ihrer Laufrichtung um mehr als 50% gestreckt wird (d. h. Belastung > 50%). In einigen Ausführungsformen kann eine Ausdehnung um 100% bis ca. 500% in Bezug zur Startbreite der Elastomerfolie 22 vorhanden sein. In anderen Ausführungsformen kann die Elastomerfolie 22 in ihre Laufrichtung, in eine andere Richtung als die Laufrichtung oder quer zur Laufrichtung oder in einer Kombination der Richtungen gedehnt werden. Der Begriff „Dehnung” soll darauf hindeuten, dass die Ausdehnung der Elastomerfolie 22 nicht vollständig reversibel ist, und dass ein nicht-dehnbarer Anteil dazu führt, dass die Folie nach der Voraktivierung eine größere Breite hat (d. h. die Elastomerfolie weist keine 100%-ige Rückstellung und daher einen prozentualen Dehnungsrest auf). Nach der Ausdehnung zieht sich die Elastomerfolie 22 zurück und hat dann eine um ca. 10% bis 30% größere Breite als die Startbreite der Folie. Mit anderen Worten kann die Elastomerfolie 22 nach der unten beschriebenen Voraktivierungsausdehnung und dem anschließenden Zusammenziehen einen Dehnungsrest von ca. 10% bis 30% aufweisen.
Darüber hinaus wird der Voraktivierungsvorgang diese Materialien auf unterschiedliche Weise physisch verändern, da die Elastomerfolie 22 sowohl ein elastisch dehnbares Material als auch mindestens eine Außenhaut aufweist, die auf dem elastisch dehnbaren Material aufgebracht ist, und weil diese Materialien eine unterschiedliche Dehnbarkeit und unterschiedliche Rückstelleigenschaften besitzen. Während der Voraktivierung werden die Außenhaut und das elastisch dehnbare Material in ähnlicher Weise gedehnt (d. h. einer ähnlichen Belastung ausgesetzt). Nach der Dehnung jedoch ziehen und stellen sich die Außenhaut und das elastisch dehnbare Material auf unterschiedliche Weise zurück (d. h. sie haben unterschiedliche Dehnungsrestwerte). Im Vergleich zum elastisch dehnbaren Material ist die Außenhaut weniger elastisch und hat daher nach der Dehnung eine geringere Rückstellung, d. h. einen höheren Dehnungsrestwert. Die Außenhaut ist daher viel dünner als das elastisch dehnbare Material. Wenn sich das dickere elastisch dehnbare Material also zurückzieht und sich rückstellt, zieht sich die daran befestigte Außenhaut automatisch mit zurück. Da sich die Außenhaut jedoch nicht in dem Maße rückstellen kann wie das elastisch dehnbare Material, knickt und knittert die Außenhaut. Daher sind das Querschnittsprofil und die Draufsichtansicht der Elastomerfolie 22 nach dem Voraktivierungsvorgang verändert.
2–5 sind REM-Mikrofotografien vergrößerter Querschnitte von Elastomerfolien. Diese REM-Mikrofotografien und die hierin aufgeführten anderen REM-Mikrofotografien wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen (Hitachi Modell 3500). Die Informationen zur Berechnung spezifischer Vergrößerungen und Abstände sind bei jeder einzelnen REM-Mikrofotografie am unteren Rand aufgeführt. 2 ist eine REM-Mikrofotografie, die in einer ca. 900-fachen Vergrößerung aufgenommen wurde und zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils einer nicht voraktivierten Elastomerfolie. Die Außenhauten sind die dünnen Streifen Kontrastmaterial am oberen und unteren Ende des Querschnitts, wobei sich das dickere elastisch dehnbare Material zwischen den Außenhauten befindet. Die Außenhaut am oberen Ende des Querschnitts ist einfacher zu unterscheiden, da der Querschnitt in diesem Bereich sauberer geschnitten ist. Ohne Voraktivierung sind die Außenhauten und damit die Außenflächen der Elastomerfolie in der Querschnittsansicht im Wesentlichen glatt. 3 ist eine Aufnahme der Außenhaut mit höherer Vergrößerung (ca. 3500-fache Vergrößerung) am oberen Ende des Querschnitts, der in der REM-Mikrofotografie in 2 gezeigt ist.
4 ist eine REM-Mikrofotografie, die mit einer ca. 900-fachen Vergrößerung aufgenommen wurde und zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils einer voraktivierten Elastomerfolie. Auch hier sind die Außenhauten die dünnen Streifen Kontrastmaterial am oberen und unteren Ende des Querschnitts, wobei sich das dickere elastisch dehnbare Material zwischen den Außenhauten befindet. Bei der Voraktivierung sind die Außenhauten und damit die Außenflächen der Elastomerfolie in einer Querschnittsansicht faltig. 5 ist eine Aufnahme der Außenhaut mit höherer Vergrößerung (ca. 3500-fache Vergrößerung) am oberen Ende des Querschnitts, der in der REM-Mikrofotografie in 4 gezeigt ist.
4 und 5 machen deutlich, dass die Außenhaut der Elastomerfolie 22 nach der Voraktivierung eine Vielzahl von Falten enthält, die wiederum Erhöhungen und Furchen aufweisen. Wie in dem beispielhaften Muster in 5 zu erkennen ist, befinden sich innerhalb der dargestellten 35 μm Länge des Querschnittprofils der voraktivierten Elastomerfolie ca. sechs Erhöhungen und sechs Furchen verschiedener Größe im Vergleich zu 3, in der keine Erhöhungen und Furchen in der dargestellten 35 μm Länge des Querschnittprofils der nicht voraktivierten Elastomerfolie zu sehen sind. Wie jedoch an der Oberfläche der in 3 gezeigten Elastomerfolie erkennbar ist, können in einer bestimmten Länge des Querschnittprofils der nicht voraktivierten Elastomerfolie eine oder mehrere zufällige Erhöhungen und/oder Furchen vorhanden sein. Diese zufälligen Erhöhungen und/oder Furchen entstehen aufgrund der Unebenheiten der Fläche der Elastomerfolie und sollten nicht mit den Erhöhungen und Furchen der Vielzahl an Falten verwechselt werden, die mithilfe eines mechanischen Voraktivierungsvorgangs bewusst in der Elastomerfolie gebildet werden.
6 und 7 sind Durchlicht-Mikrofotografien vergrößerter Draufsichten von Elastomerfolien. Die Durchlicht-Mikrofotografien wurden in Farbe mit einem Nikon SMZ 1500 Stereomikroskop aufgenommen, das mit einer Evolution Mp5C Digitalkamera ausgestattet ist. Dabei scheint unter den Elastomerfoliemustern weißes Licht. Die blauen Teilungsmarken unter 6 und 7 sind in Millimetern angegeben. Diese Skala kann verwendet werden, um bestimmte Vergrößerungen und Abstände in den Durchlicht-Mikrofotografien zu berechnen. 6 ist eine Durchlicht-Mikrofotografie, die eine Draufsicht eines Teils einer nicht voraktivierten Elastomerfolie zeigt. Ohne Voraktivierung hat die sichtbare Außenfläche der Elastomerfolie (d. h. die Draufsicht der Außenhaut) keine erkennbaren Streifen und ein einheitliches Erscheinungsbild. 7 ist eine Durchlicht-Mikrofotografie, die eine Draufsicht eines Teils einer voraktivierten Elastomerfolie zeigt. Nach der Voraktivierung umfasst die Draufsicht der Außenhaut eine Vielzahl von Streifen in unterschiedlichen Dicken, die mit der Größe und Steigung der verzahnten Scheiben des mechanischen Voraktivierungsgeräts in Verbindung stehen (wie ausführlich in HERSTELLUNGSVERFAHREN DES DEHNLAMINATS unten beschrieben). Die Streifen, die hierin als Aktivierungsstreifen bezeichnet werden, kennzeichnen Bereiche in der voraktivierten Elastomerfolie, in denen eine bestimmte Dehnung während des Voraktivierungsvorgangs stattgefunden hat. Wie in dem Beispielfoto in 7 ersichtlich, sind dunkelblaue Streifen in mittlerer Dicke vorhanden, die eine stärkere Faltenbildung der Außenhaut anzeigen, dicke, hellblaue Streifen, die eine mittlere Faltenbildung der Außenhaut anzeigen und dünne weiße Streifen, die eine schwache Faltenbildung der Außenhaut anzeigen.
Darüber hinaus kann die Folie nach der Voraktivierung, jedoch vor der Verwendung der Elastomerfolie 22 bei der Herstellung des Dehnlaminats 20, wahlweise mit einem Bild oder Motiv bedruckt werden, das durch die Deckschichten des Dehnlaminats durchscheint. Die beim Druck verwendete Druckfarbe oder andere Farbstoffe werden auf die Erhöhungen und Furchen der Falten der voraktivierten Elastomerfolie aufgetragen. Wird die Farbe auf die texturierte Fläche einer voraktivierten Elastomerfolie aufgetragen, ist der Kontaktflächenbereich zwischen der Elastomerfolie und der Druckfarbe größer. Daher ist das auf eine voraktivierte Elastomerfolie gedruckte Bild stärker auf der Folie aufgeprägt als ein Bild, das auf eine viel glattere Fläche einer nicht voraktivierten Elastomerfolie gedruckt wird.
Wenn ein Dehnlaminat 20 darüber hinaus eine voraktivierte (und anschließend bedruckte) Elastomerfolie umfasst, die (wie ausführlich in HERSTELLUNGSVERFAHREN DES DEHNLAMINATS unten beschrieben) mechanisch aktiviert wird, wird mit ihm gemeinsam ein nicht verzerrtes Bild auf der Folie gleichmäßig und reversibel gedehnt. Das ist damit zu begründen, dass vor dem Drucken des Bildes auf die voraktivierte Elastomerfolie ein erheblicher Teil oder der gesamte nicht elastische Teil der Elastomerfolie 22 bereits während dem Voraktivierungsvorgang entfernt wurde. Mit anderen Worten wurde vor dem Drucken der Dehnungsrest von der Elastomerfolie 22 entfernt. Daher wird das Bild bei der späteren Aktivierung des Dehnlaminats 20 oder bei zusätzlicher Dehnung des Laminats durch einen Nutzer nicht weiter erheblich verzerrt. Im Gegensatz dazu würde das gewünschte Bild auf dem am Ende aktivierten Dehnlaminat verzerrt erscheinen, wenn ein Bild oder Motiv auf eine nicht voraktivierte Elastomerfolie gedruckt würde, diese bedruckte Folie dann bei der Herstellung eines Dehnlaminats verwendet und das elastische Laminat mechanisch aktiviert würde. Das ist damit zu begründen, dass der Dehnungsrest der Elastomerfolie vor dem Druckvorgang nicht entfernt wurde. Dieser Dehnungsrest würde dann bei der mechanischen Aktivierung des erzeugten Dehnlaminats von der Elastomerfolie entfernt, und dabei wäre das ursprüngliche gedruckte Bild verzerrt. Genauso würde der Dehnungsrest der Elastomerfolie beim Bedrucken und anschließender Voraktivierung der Elastomerfolie vor dem Druckvorgang nicht entfernt. Dieser Dehnungsrest würde dann erst beim Voraktivierungsvorgang von der Elastomerfolie entfernt werden, und das ursprüngliche gedruckte Bild wäre damit verzerrt.
In einer anderen Ausführungsform kann eine voraktivierte Elastomerfolie beim Bedrucken der Folie nochmals gedehnt werden. Die bedruckte Folie wird dann wieder entspannt und bei der Herstellung und Aktivierung des Dehnlaminats verwendet. Das entstehende aktivierte elastische Laminat hat ein Bild oder Motiv, das auch dann ästhetisch ansprechend ist, wenn das elastische Laminat bei der Verwendung gedehnt wird (z. B. wenn ein Nutzer das elastische Laminat bei der Anwendung oder Entfernung eines absorbierenden Artikels dehnt).
Bei der Herstellung des Dehnlaminats 20 werden die Deckschichten 24, 26 an der Elastomerfolie 22 mit den Haftmitteln 30, 32 befestigt. Bei Verwendung einer nicht voraktivierten Elastomerfolie klebt das Haftmittel auf einer relativ glatten Fläche. 8 ist eine REM-Mikrofotografie, die bei einer ca. 900-fachen Vergrößerung aufgenommen wurde und eine Querschnittsansicht eines Teils eines Dehnlaminats zeigt, das eine nicht voraktivierte Elastomerfolie enthält. Die Außenhaut ist der dünne Kontraststreifen des Materials, der ungefähr in der Mitte der Mikrofotografie verläuft, wobei sich das dickere elastisch dehnbare Material unter der Außenhaut befindet. Auf der Oberseite der Außenhaut befindet sich ein Haftmittel, das auch mit der Deckschicht verbunden ist. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die Fasern der Deckschicht die großen zylindrischen Objekte oben in der REM-Mikrofotografie. Ohne Voraktivierung sind die Außenhauten und damit die Außenflächen der Elastomerfolie in der Querschnittsansicht im Wesentlichen glatt. 9 ist eine Aufnahme mit höherer Vergrößerung (ca. 3500-fache Vergrößerung) der Interaktion zwischen der Außenhaut und dem Haftmittel, wie in der REM-Mikrofotografie in 8 erkennbar ist.
10 ist eine REM-Mikrofotografie, die mit einer ca. 900-fachen Vergrößerung aufgenommen wurde und zeigt eine Querschnittsansicht eines Teils eines Dehnlaminats, das eine nicht voraktivierte Elastomerfolie enthält. Die Außenhauten sind die Kontraststreifen des Materials, die in der Mitte der Mikrofotografie verlaufen, wobei sich das dickere elastisch dehnbare Material zwischen den Außenhauten befindet. Nach der Voraktivierung sind die Außenhauten und damit die Außenflächen der Elastomerfolie in einer Querschnittsansicht faltig. Auf den Außenflächen der Außenhaut (d. h. auf den Flächen, die nicht in Kontakt mit dem elastisch dehnbaren Material kommen) befindet sich ein Haftmittel, das auch mit der Deckschicht verbunden ist. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die Fasern der Deckschicht die großen zylindrischen Objekte oben und unten in der REM-Mikrofotografie. Die voraktivierte Elastomerfolie enthält in einer Querschnittsansicht eine texturierte Außenhaut mit Falten. 11 ist eine Aufnahme mit höherer Vergrößerung (ca. 3500-fache Vergrößerung) der Außenhaut am oberen Ende der Elastomerfolie, die in der REM-Mikrofotografie in 10 gezeigt ist.
Wie bereits in 4 und 5 gezeigt, veranschaulichen 10 und 11 ebenfalls, dass die Außenhaut der Elastomerfolie 22 nach der Voraktivierung texturiert ist und eine Vielzahl von Falten mit Erhöhungen und Furchen enthält. Das Haftmittel 30, 32, das die Elastomerfolie 22 mit den Deckschichten 24, 26 verbindet, kann über die Erhöhungen und in die Furchen der voraktivierten Elastomerfolie fließen. Dementsprechend wird das Haftmittel 30, 32 in die Furchen der Außenhaut der Elastomerfolie 22 eingebracht im Vergleich zu 8 und 9, in denen keine Furchen in der Elastomerfolie vorhanden sind, in die das Haftmittel fließen kann. Das Haftmittel, das in die Furchen einer voraktivierten Elastomerfolie fließt, bietet eine größere Kontaktfläche zwischen der Folie und dem Haftmittel und führt daher zu einer stärkeren Verklebung zwischen der Deckschicht und der Folie. Daher entsteht bei der Verwendung der gleichen Menge an Haftmittel eine stärkere Verklebung (z. B. eine bessere Kriechbeständigkeit) zwischen einer voraktivierten Elastomerfolie und einer Deckschicht im Vergleich zur Verklebung einer nicht voraktivierten Elastomerfolie mit einer Deckschicht. Darüber hinaus können bei der Anwendung einer voraktivierten Elastomerfolie bisherige Verklebungsstärken zwischen nicht aktivierten Elastomerfolien und einer Deckschicht auch mit weniger Haftmittel erreicht werden.
In Ausführungsformen des Dehnlaminats, die eine voraktivierte und anschließend bedruckte Elastomerfolie umfassen, wird die beim Drucken verwendete Druckfarbe oder andere Farbstoffe auf den Erhöhungen und in die Furchen der Falten der Folie aufgebracht. Wie oben beschrieben haftet die auf der texturierten Fläche einer voraktivierten Elastomerfolie aufgebrachte Farbe aufgrund der zusätzlichen Kontaktfläche zwischen der Elastomerfolie und der Farbe (im Vergleich zu Farbe, die auf einer nicht voraktivierten Elastomerfolie aufgebracht wird) besser auf der Folie. Das Haftmittel 30, 32, das die Elastomerfolie 22 mit den Deckschichten 24, 26 verbindet, kann auch über die Erhöhungen und in die Furchen der voraktivierten Elastomerfolie fließen. Dementsprechend wird das Haftmittel 30, 32 über der Farbe und/oder in die Furchen der Außenhaut der voraktivierten Elastomerfolie 22 aufgebracht. Da die Farbe bei Verwendung der gleichen Menge an Haftmittel stärker auf der voraktivierten Elastomerfolie haftet, entsteht eine stärkere Verklebung (z. B. eine bessere Kriechbeständigkeit) zwischen einer voraktivierten (und anschließend bedruckten) Elastomerfolie und einer Deckschicht im Vergleich zur Verklebung einer nicht voraktivierten bedruckten Elastomerfolie mit einer Deckschicht. Darüber hinaus können bei der Anwendung einer voraktivierten (und anschließend bedruckten) Elastomerfolie bisherige Verklebungsstärken zwischen bedruckten, nicht aktivierten Elastomerfolien und einer Deckschicht auch mit weniger Haftmittel erreicht werden.
Zudem verringert die Voraktivierung einer Elastomerfolie die Kraft, die aufgebracht werden muss, um die Folie zu einem späteren Zeitpunkt zu dehnen (gegenüber einer nicht aktivierten Folie). Dies ist der späteren mechanischen Aktivierung des Dehnlaminats zuträglich (wie ausführlich in HERSTELLUNGSVERFAHREN DES DEHNLAMINATS unten beschrieben), da die erforderliche Belastung zur Aktivierung eines Dehnlaminats, das mit einer voraktivierten Folie hergestellt wird, niedriger ist (gegenüber einer nicht aktivierten Folie).
Beispielhafte Verschlusslasche und Absorbierender Artikel
Nachdem oben das elastische Laminat beschrieben wurde, wird nun die Verwendung des Dehnlaminats in einer Seitenwand eines absorbierenden Artikels erläutert. Insbesondere erläutert die folgende beispielhafte Ausführungsform eine Verschlusslasche einer Seitenwand, die aus einem hierin beschriebenen Dehnlaminat hergestellt wurde. Zusätzlich zur Verwendung in den unten beschriebenen Seitenwänden können die hierin beschriebenen Dehnlaminate auch in anderen Teilen der Seitenwände von Höschenwindeln und mit Klebeband gesicherten Windeln verwendet werden. Während die Verwendung elastischer Laminate in Verbindung mit bestimmten Bereichen des absorbierenden Artikels vorgeschlagen wird, wird darauf hingewiesen, dass das elastische Laminat auch in anderen Bereichen verwendet werden kann.
12 ist eine Draufsicht eines beispielhaften absorbierenden Einwegartikels 120 in einem flachen, nicht zusammengezogenen Zustand (d. h. ohne eine elastisch induzierte Kontraktion). Teile des absorbierenden Einwegartikels 120 wurden herausgeschnitten, damit die darunter liegende Struktur des Artikels deutlicher zu erkennen ist. Wie veranschaulicht, schaut der Betrachter auf den Teil des absorbierenden Einwegartikels 120, mit dem der Träger in Kontakt kommt, (d. h. das Innere oder die Innenseite des Artikels wird gezeigt). Der absorbierende Einwegartikel 120 hat eine Längsachse 130 und eine Querachse 132.
Ein Endteil des absorbierenden Einwegartikels 120 ist als erster Taillenbereich 140 des Artikels konfiguriert. Der gegenüberliegende Endteil ist als zweiter Taillenbereich 142 des absorbierenden Einwegartikel 120 konfiguriert. Die Taillenbereiche 140 und 142 umfassen im Allgemeinen solche Teile des absorbierenden Einwegartikels 120, die beim Tragen die Taille des Trägers umschließen. Die Taillenbereiche 140 und 142 können elastische Elemente enthalten, die sich um die Taille des Trägers herum befinden, um einen verbesserten Sitz und höhere Aufnahmefähigkeit zu gewährleisten. Ein dazwischenliegender Teil des absorbierenden Einwegartikels 120 ist als Schrittbereich 144 konfiguriert, der sich in Längsrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Taillenbereich 140, 142 erstreckt. Der Schrittbereich 144 ist der Teil des absorbierenden Einwegartikels 120, der sich beim Tragen im Allgemeinen zwischen den Beinen des Trägers befindet.
Der absorbierender Einwegartikel 120 hat eine seitlich verlaufende erste Bandkante 150 im ersten Taillenbereich 140 und eine in Längsrichtung gegenüberliegende und seitlich verlaufende zweite Bundkante 152 im zweiten Taillenbereich 142. Der absorbierende Einwegartikel 120 hat eine erste Seitenkante 154 und eine lateral gegenüberliegende zweite Seitenkante 156. Beide Seitenkanten erstrecken sich in Längsrichtung zwischen der ersten Bandkante 150 und der zweiten Bundkante 152. Der Teil der ersten Seitenkante 154 im ersten Taillenbereich 140 ist mit 154a, der Teil des Schrittbereichs 144 mit 154b und der Teil im zweiten Taillenbereich 142 mit 154c gekennzeichnet. Die entsprechenden Teile der zweiten Seitenkante 156 sind jeweils mit 156a, 156b und 156c gekennzeichnet.
Der absorbierende Einwegartikel 120 umfasst vorzugsweise eine wasserdurchlässige Oberschicht 160, eine wasserdurchlässige Unterschicht 162 und eine absorbierende Einheit oder einen Absorptionskern 164, die bzw. der sich zwischen der Oberschicht und der Unterschicht befinden kann, wobei die Oberschicht an der Unterschicht befestigt ist. Die Oberschicht 160 kann vollständig oder teilweise elastifiziert oder verkürzt sein. Beispielhafte Strukturen umfassen elastifizierte oder gekürzte Oberschichten, die u. a. ausführlich in den US-Patenten Nr. 4,892,536 ; 4,990,147 ; 5,037,416 und 5,269,775 , beschrieben sind.
Der absorbierende Einwegartikel 120 kann mindestens ein elastisches Taillenelement 170 umfassen, das für einen verbesserten Sitz und höhere Aufnahmefähigkeit sorgt. Das elastische Taillenelement 170 kann so ausgelegt sein, dass es sich elastisch ausdehnen und zusammenziehen kann, um sich dynamisch an die Hüfte des Trägers anzupassen. Das elastische Taillenelement 170 kann sich mindestens in Längsrichtung nach außen von mindestens einer Bundkante (z. B. Kante 150) des absorbierenden Artikels 150 ausdehnen und bildet im Allgemeinen mindestens einen Teil des Taillenbereichs (z. B. Bereich 140) des absorbierenden Artikels 120. Windeln sind oft so ausgelegt, dass sie zwei elastische Taillenelemente 170, 172 aufweisen, wobei sich das eine (170) im ersten Taillenbereich 140 und das andere (172) im zweiten Taillenbereich 142 befindet. Weiterhin kann das elastische Taillenelement 170, 172 aus dem Dehnlaminat 20 gefertigt sein, das an der Unterschicht 162 befestigt oder damit verbunden ist. Alternativ kann das elastische Taillenelement 170, 172 als Erweiterung der anderen Elemente des absorbierenden Artikels ausgelegt sein, wie zum Beispiel der Oberschicht 160, der Unterschicht 162 oder sowohl der Oberschicht als auch der Unterschicht (z. B. definiert Oberschicht 160 oder Unterschicht 162 eine der Deckschichten 24, 26 des Dehnlaminats 20). Andere elastische Taillenelement-Auslegungen sind in den US-Patenten Nr. 4,515,595 ; 4,710,189 ; 5,151,092 und 5,221,274 beschrieben.
Der absorbierende Einwegartikel 120 kann Seitenwände 180, 182 umfassen, die an der Unterschicht 162 befestigt sind. In einigen Ausführungsformen können die Seitenwände 180, 182 Verschlusslaschen 184 umfassen. Wie oben beschrieben können eine oder mehrere der Seitenwände 180, 182 oder insbesondere Teile solcher Seitenwände, wie zum Beispiel die Verschlusslaschen 184, aus dem Dehnlaminat 20 gefertigte, elastisch dehnbare Felder sein. Diese Auslegung kann einen bequemeren und passgenaueren Sitz gewährleisten, indem der absorbierende Einwegartikel 120 anfangs an die Passform des Trägers angepasst wird und diese Passform über die Tragedauer hinweg bis nach dem Zeitpunkt, zu dem der Artikel mit Körperausscheidungen gefüllt wird, aufrechterhalten wird, soweit die elastifizierten Seitenwände 180, 182 ermöglichen, dass sich die Seiten des Artikels ausdehnen und zusammenziehen können. Die Seitenwände 180, 182 können auch für eine effektivere Anwendung des absorbierenden Einwegartikels 120 sorgen, da sich der Absorptionsartikel 120, selbst wenn der Anwender eine elastifizierte Seitenwand 180 weiter herauszieht als die andere (182), beim Tragen „selbst einstellt”. Während der absorbierende Einwegartikel 120 vorzugsweise über Seitenwände 180, 182 im zweiten Taillenbereich 142 verfügt, kann der Artikel auch mit Seitenwänden im ersten Taillenbereich 140 oder sowohl im vorderen Taillenbereich 140 als auch im zweiten Taillenbereich 142 versehen sein.
Der absorbierende Einwegartikel 120 kann Verschlüsse 190 auf den Verschlusslaschen 184 umfassen. Die Verschlüsse 190 können auch direkt auf der Innenseite des Artikels im zweiten Taillenbereich 142 angrenzend an Teil 154c der ersten Seitenkante 154 und angrenzend an Teil 156c der zweiten Seitenkante 156 angeordnet sein. Die Verschlüsse 190 können aus jedem Material und in jeder Form ausgebildet sein, das bzw. die es ermöglicht, durch Drücken eine lösbare Befestigung an der Auflagefläche des gegenüberliegenden Taillenbereichs herzustellen. So kann das Hauptverschlussteil zum Beispiel ein mechanischer Verschluss sein, der lösbar an der Auflagefläche einrastet, wie zum Beispiel durch eine Vielzahl von Haken, die in Schlaufen aus Vliesstofffasern eingeführt werden. Alternativ kann das Hauptverschlussteil ein Haftmittel sein, das eine lösbare Klebung an die Auflagefläche herstellt. Die Verschlüsse können Klebstreifen, Klettverschlüsse, ineinandergreifende Verschlüsse wie Laschen und Schlitze, Schnallen, Knöpfe, Druckknöpfe und/oder gemischte Befestigungskomponenten umfassen. Beispielhafte Flächenbefestigungssysteme sind in den US-Patenten Nr. 3,848,594 ; 4,662,875 ; 4,846,815 ; 4,894,060 ; 4,946,527 ; 5,151,092 und 5,221,274 offenbart. Ein beispielhaftes ineinandergreifendes Verschlusssystem ist im US-Patent Nr. 6,432,098 offenbart. Das Verschlusssystem kann auch primäre und sekundäre Verschlusssysteme umfassen, die im US-Patent Nr. 4,699,622 offenbart sind. Weitere beispielhafte Verschlüsse und Verschlussanordnungen und Verschlussteile, die diese Verschlüsse bilden sowie Materialien, die für die Verschlüsse geeignet sind, sind in der US-amerikanischen Patentanmeldung 2003/0060794 und 2005/0222546 und im US-Patent Nr. 6,428,526 beschrieben.
Es sind auch noch weitere Variationen möglich. So können die Verschlüsse 190 auch im Innenbereich des absorbierenden Einwegartikels 120 im ersten Taillenbereich 140 angeordnet sein, so dass dieser erste Taillenbereich 140 den zweiten Taillenbereich 142 überdeckt, wenn sie miteinander befestigt werden. Als weiteres Beispiel können die Verschlüsse 190 an der Außenseite des absorbierenden Einwegartikels 120 statt auf der Innenseite angeordnet sein. Als weiteres Beispiel können die Verschlüsse 190 mit einer speziellen passenden Verschlussfläche verwendet werden, die für die Zusammenarbeit mit den Verschlüssen geeignet ist (z. B. eine Schlaufenlage, die mit einem Hakenverschluss funktioniert oder eine Lage, die so behandelt ist, dass sie eine geeignete Kontaktfläche für ein spezielles Haftmittel bietet).
13 zeigt den absorbierenden Einwegartikel 120 in einem bei der tatsächlichen Verwendung konfiguriertem Zustand. Teil 154c der Seitenkante 154 ist in offenem Zustand dargestellt, d. h. in einem Zustand vor dem Verschließen oder Befestigen oder nach dem erneuten Öffnen. Teil 156c der gegenüberliegenden Seitenkante 156 ist in befestigtem Zustand gezeigt. Der zweite Taillenbereich 142 überdeckt den ersten Taillenbereich 140 wenn sie aneinander befestigt sind. Alternativ kann der absorbierende Einwegartikel 120 auch dauerhafte, oder zum Verschließen des Taillenbereichs verwendete, wiederverschließbare Seitennähte umfassen. Nach einer beispielhaften Ausführungsform können die Seitennähte Verschlüsse umfassen (oder eine andere Befestigungsform), die dem Artikel eine Form eines Übungshöschens oder Einweghöschens geben können.
14 veranschaulicht eine Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform der Verschlusslasche 184, die aus dem Dehnlaminat 20 gefertigt ist und mechanisch aktiviert wurde. Die Verschlusslasche 184 hat einen ersten längslaufenden äußeren Seitenrand 50, einen zweiten längslaufenden äußeren Seitenrand 51, ein inneres Ende 52 und ein äußeres Ende 53. Ein Dehnungsbereich 66 des Dehnlaminats 20 ist mechanisch aktiviert und in einer Dehnrichtung 67 elastisch dehnbar. Der Dehnungsbereich 66 kann sich zwischen der Ausdehnung des inneren Dehnungsbereichs 86 und der Ausdehnung des äußeren Dehnungsbereichs 87 erstrecken. Die Ausdehnungen der Dehnungsbereiche 86, 87 können entlang der Innen- und Außenlinien verlaufen, durch die ein mechanischer Aktivierungsbereich begrenzt ist. Der Dehnungsbereich 66 grenzt an die Verankerungsbereiche 68, 69. Der Verankerungsbereich 68 kann sich zwischen der Ausdehnung des inneren Dehnungsbereichs 86 und der Ausdehnung des inneren Verankerungsbereichs 88 erstrecken. Der Verankerungsbereich 69 kann sich zwischen der Ausdehnung des äußeren Dehnungsbereichs 87 und der Ausdehnung des äußeren Verankerungsbereichs 89 erstrecken. Die Verankerungsbereiche 68, 69 des Dehnlaminats 20 sind nicht mechanisch aktiviert.
Der Verschluss 190 kann in einem Stück mit der Verschlusslasche 184 ausgebildet sein oder aus einem separaten Material bestehen. In Ausführungsformen, bei denen der Verschluss 190 aus einem separaten Material besteht, kann der Verschluss an der Verschlusslasche 184 befestigt werden, die sich in einem Verschlussbefestigungsbereich 71 befindet, der durch das äußere Ende 53 und die Fläche des äußeren Dehnungsbereichs 87 begrenzt ist. Der Verschluss kann an der Verschlusslasche 184 in jeder geeigneten Weise befestigt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf kontinuierliches oder intermittierendes Kleben, Druckverklebung, Heißverklebung, Ultraschallverklebung, Kombinationen davon usw. Die Verschlusslasche 184 kann in einem Stück mit einer Seitenwand ausgebildet sein oder aus einem separaten Material bestehen. In Ausführungsformen, in denen die Verschlusslasche 184 aus einem separaten Material besteht, kann die Verschlusslasche an der Seitenwand befestigt werden, die sich in dem Verschlusslaschenbefestigungsbereich 70 befindet, der durch das innere Ende 52 und die Fläche des inneren Dehnungsbereichs 86 begrenzt ist. Die Verschlusslasche 184 kann an der Seitenwand in jeder geeigneten Weise befestigt werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf kontinuierliches oder intermittierendes Kleben, Druckverklebung, Heißverklebung, Ultraschallverklebung, Kombinationen davon usw.
Wie ausführlich in HERSTELLUNGSVERFAHREN DES DEHNLAMINATS unten beschrieben, wird das elastische Laminat 20 durch Dehnen quer zur Laufrichtung mechanisch aktiviert. Das Verfahren zur Bildung solch eines Dehnlaminats wird im Allgemeinen als „belastungsfreie” (zero strain) Bildung eines Dehnlaminats bezeichnet. Beispiele für die belastungsfreie Bildung eines Dehnlaminats und die daraus entstehenden Dehnlaminate sind in den US-Patenten Nr. 4,116,892 ; 4,834,741 ; 5,143,679 ; 5,156,793 ; 5,167,897 ; 5,422,172 und 5,518,801 beschrieben. In der darin beschriebenen speziellen belastungsfreien Bildung eines Dehnlaminats kann das elastische Laminat 20 durch einen Spalt zwischen zwei Profilwalzen geführt werden, wobei jede Walze mindestens zwei Tellersätze mit einer Vielzahl verzahnter Teller aufweist, die sich auf einer Achse befinden. Dieses Verfahren wird auch als Ringwalzverfahren bezeichnet. Das elastische Laminat 20 wird durch die ineinandergreifenden Tellersätze seitlich gedehnt. Der Bereich, in dem das elastische Laminat 20 durch die ineinandergreifenden Tellersätze seitlich gedehnt wird, wird als Dehnungsbereich 66 bezeichnet. In den Walzbereichen zwischen und/oder außerhalb der Tellersätze bilden die Profilwalzen einen Spalt, durch den das elastische Laminat 20 im Großen und Ganzen ohne seitliche Dehnung geführt wird. Die Bereiche, in denen das elastische Laminat 20 nicht durch die ineinandergreifenden Tellersätze gedehnt wird, werden als Verankerungsbereiche 68, 69 bezeichnet.
Im Dehnungsbereich 66 sind die Fasern der Deckschichten 24, 26 modifiziert und aufgrund von Faserrissen und Umgestaltungen irreversibel gedehnt. Da die Elastomerfolie 22 in dem Dehnlaminat 20 jedoch voraktiviert wurde, wird die Elastomerfolie zwischen den Deckschichten während des mechanischen Aktivierungsvorgangs nicht weiter wesentlich gedehnt (d. h. die Folie erhält bei der Aktivierung des Dehnlaminats keinen wesentlichen zusätzlichen Dehnungsrest). Mit anderen Worten hat die Elastomerfolie 22 im Wesentlichen vor und nach der mechanischen Aktivierung des Dehnlaminats 20 die gleiche transversale Breite. Das ist darauf zurückzuführen, dass ein wesentlicher Teil des nicht elastischen Teils der Elastomerfolie 22 (oder der gesamte Teil) (d. h. der Dehnungsrest) bereits während des Voraktivierungsvorgangs entfernt wurde. Daher ist die Ausdehnungsfähigkeit des hergestellten Dehnlaminats 20 durch die mechanische Aktivierung in den Dehnungsbereichen 66 in Querrichtung (d. h. diagonal zur Längslaufrichtung) verbessert. Nach der Aktivierung ist das elastische Laminat 20 bei minimalem Kraftaufwand einfach in Querrichtung dehnbar.
Daher wird die Elastomerfolie 22 in dem mechanisch aktivierten Dehnlaminat 20 (das bei der Herstellung der Verschlusslasche 184 und anderer absorbierender Artikelteile verwendet wird) sowohl im Dehnungsbereich 66 als auch in den Verankerungsbereichen 68, 69 aktiviert. In bisherigen Dehnlaminaten, die keine voraktivierte Elastomerfolie enthalten, würde das mechanisch aktivierte elastische Laminat eine Elastomerfolie enthalten, die zwar im Dehnungsbereich 66, jedoch nicht in den Verankerungsbereichen 68, 69 aktiviert wurde. Dementsprechend enthält der Teil der Elastomerfolie, der sich in bisherigen Modellen in den Verankerungsbereichen befindet, keine Vielzahl von Falten. Von oben gesehen enthält der Teil der Elastomerfolie, der sich in bisherigen Modellen in den Verankerungsbereichen befindet, auch keine Vielzahl von Aktivierungsstreifen. Weiterhin war das Haftmittel, das die Elastomerfolie mit den Deckschichten verbindet, in bisherigen Dehnlaminaten ohne voraktivierte Elastomerfolie bei der Herstellung in Kontakt mit einer faltenlosen Fläche auf der Fläche der Folie, die sich bisher sowohl im Dehnungsbereich 66 als auch in den Verankerungsbereichen 68, 69 befand. In dem hierin beschriebenen Dehnlaminat 20 steht das Haftmittel 30, 32, das die Elastomerfolie 22 mit den Deckschichten 24, 26 verbindet, in Kontakt mit einer texturierten Fläche, die eine Vielzahl von Falten auf der Fläche der Folie aufweist, die sich bei der Herstellung sowohl in Dehnungsbereich 66 als auch in den Verankerungsbereichen 68, 69 befindet, und bietet daher eine höhere Klebkraft zwischen der Folie und den Deckschichten.
Herstellungsverfahren des Dehnlaminats
Die schematische Darstellung in 15 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des hierin beschriebenen Dehnlaminats. Das Verfahren umfasst die Bereitstellung und Voraktivierung einer Elastomerfolie 1 (wie im Abschnitt DEHNLAMINAT oben beschrieben). Die Elastomerfolie 1 wird durch Dehnen der Folie quer zur Laufrichtung um mehr als 50% mechanisch voraktiviert. In einigen Ausführungsformen wird die Elastomerfolie 1 um ca. 100% bis 500% gegenüber ihrer Startbreite gedehnt. Der Begriff „Dehnung” weist auf die Tatsache, dass die Ausdehnung der Elastomerfolie 1 nicht vollständig irreversibel ist, und dass ein nicht elastischer Teil dazu führt, dass die Folie nach dem Zurückziehen (d. h. umgekehrte Ausdehnung) eine größere Breite hat. Nach der Ausdehnung zieht sich die Elastomerfolie 1 zurück und hat eine Breite B₂, die ca. 10% bis ca. 30% länger als eine Startbreite B₁ der Folie ist. Dementsprechend weist die Elastomerfolie 1 nach dem Voraktivierungsvorgang einen Dehnungsrest von ca. 10% bis 30% auf.
Für den Voraktivierungsvorgang kann die Elastomerfolie 1 durch ineinandergreifende Walzrollen geführt werden, wobei jede Rolle Tellersätze mit einer Vielzahl ineinandergreifender Teller enthält, die auf einer Achse angeordnet sind (d. h. mittels Ringwalzvorgang). Die Elastomerfolie 1 wird von den ineinandergreifenden Tellersätzen seitlich gedehnt. Die Dehnung kann über die Breite der Folie einheitlich oder verändert sein. Der Voraktivierungsvorgang kann bei unterschiedlicher Steigung oder unterschiedlichen Eingrifftiefen erfolgen. Der Voraktivierungsvorgang kann auch in Maschinenlaufrichtung oder in jede andere Richtung erfolgen. Die Voraktivierung der Elastomerfolie 1 hat einen positiven Effekt auf das Dehnkraftprofil und ermöglicht ein einfaches Dehnen des erzeugten Dehnlaminats über einen langen Dehnungsbereich hinweg. Daher kann die Rückstellung des Dehnlaminats durch die Voraktivierung der Elastomerfolie 1 verbessert werden. Die Rückstellung ist die Fähigkeit eines Dehnlaminats wieder zur ursprünglichen Größe zurückzukehren nachdem es bis zur Dehngrenze gedehnt wurde. Die erhöhte Rückstellung der Elastomerfolie 1 nach dem Voraktivierungsvorgang beruht auf dem Entfernen des Dehnungsrestes von der Folie.
Nach der Voraktivierung, jedoch bevor die Elastomerfolie 1 in Folienstreifen 2 geschnitten wird, kann die Folie wahlweise in einer Druckstation 11 mit einem Bild oder Motiv bedruckt werden, das durch die Deckschichten des Dehnlaminats hindurchscheint. Die Elastomerfolie 1 kann mit allen bekannten Endlosdruckverfahren bedruckt werden. Beispiele für Druckverfahren sind u. a. Digitaldruck, Tintenstrahldruck und Rotationsdruckverfahren, insbesondere Flexodruck. Zum Beispiel kann das gedruckte Bild oder Motiv ein gestreiftes Motiv aus parallel angeordneten Farbstreifen sein, die sich in Längslaufrichtung der Elastomerfolie 1 erstrecken.
Die voraktivierte und wahlweise bedruckte Folie wird dann in Folienstreifen 2 geschnitten. Die Folienstreifen 2 werden über eine Neuausrichtungsvorrichtung 3 geführt und der Laminiervorrichtung 4 als parallele Streifen zugeführt. Die Folienstreifen 2 werden dann in der Laminiervorrichtung 4 zwischen den Deckschichten 5, 6 laminiert (wie im Abschnitt DEHNLAMINAT oben beschrieben), die ober- und unterhalb der Folienstreifen zugeführt werden. Folienstreifen 2 und Deckschichten 5, 6 können miteinander verklebt und durch eine Wärmevorrichtung miteinander verbunden werden, so dass sie das Verbundmaterial 7 bilden (d. h. eine Ausführungsform der hierin beschriebenen Verbundmaterialien). Wie in 15 veranschaulicht, werden die Folienstreifen 2 in einem bestimmten Abstand zueinander zwischen den Deckschichten 5, 6 laminiert. Die Deckschichten 5, 6 sind daher in den Bereichen zwischen den Folienstreifen 2 direkt miteinander verbunden. Daher werden die elastischen Bereiche 8 und die nicht elastischen Bereiche 9 im Verbundmaterial 7 gebildet. Der Abstand zwischen Folienstreifen 2 kann durch die Positionierung der Neuausrichtungsvorrichtung eingestellt werden. Es ist auch geplant, für eine Verstärkung der nicht elastischen Bereiche 9 zwischen den Folienstreifen die Verstärkungsstreifen zwischen Folienstreifen 2 zu laminieren.
Das Verbundmaterial 7 wird dann auf eine Aktivierungsvorrichtung 10 aufgetragen, in der es an Teilen der elastischen Bereiche 8 quer zur Laufrichtung gedehnt wird. Für die Dehnung kann das Verbundmaterial 7 durch einen Spalt zwischen zwei Profilwalzen geführt werden, wobei jede Walze über mindestens zwei Tellersätze mit einer Vielzahl ineinandergreifender Teller verfügt, die auf einer Achse angeordnet sind. Das Verbundmaterial 7 wird dann von den Tellersätzen quer gedehnt. Die Bereiche, in denen der Verbund 7 von den ineinandergreifenden Tellersätzen gedehnt wird, werden als Dehnungsbereiche bezeichnet. In den Walzbereichen zwischen und/oder außerhalb der Tellersätze bilden die Profilwalzen einen Spalt durch den der Verbund 7 im Wesentlichen ohne Querdehnung geführt wird. Die Bereiche, in denen der Verbund 7 nicht von den ineinandergreifenden Tellersätzen gedehnt wird, werden als Verankerungsbereiche bezeichnet. In den Dehnungsbereichen werden die Fasern der Deckschichten 5, 6 modifiziert und aufgrund von Faserrissen und Neuausrichtungen irreversibel gedehnt. Dementsprechend ist die Dehnfähigkeit des Verbundmaterials 7 in den Dehnungsbereichen in Querrichtung (d. h. quer zur Längslaufrichtung) verbessert. Nach der Aktivierung kann das Verbundmaterial 7 bei minimalem Kraftaufwand einfach in Querrichtung bis zur Dehngrenze, die durch die Dehnung der Aktivierungsvorrichtung 10 festgelegt ist, gedehnt werden.
Werden traditionelle Vliesstoffe als Deckschichten verwendet, kann eine Voraktivierung der Elastomerfolie 1 die mechanische Aktivierung des Verbundmaterials 7 nicht ersetzen, sondern nur ergänzen. Dementsprechend ist es, selbst mit aktivierter Elastomerfolie 1, immer noch notwendig, das Verbundmaterial 7 in den Bereichen quer zur Laufrichtung zu dehnen, die mithilfe der Streifen aus laminierter Elastomerfolie (d. h. die Dehnungsbereiche) elastisch gestaltet werden sollen. In einigen Ausführungsformen des Verbundmaterials 7 können auch dehnbare Vliesstoffe als Deckschichten verwendet werden, wobei eine Aktivierung des Verbundmaterials dann nicht erforderlich sein muss.
Bei der Herstellung der hierin beschriebenen Ausführungsformen bedruckter elastischer Laminate wird die Elastomerfolie 1 mit einem Bild oder Motiv bedruckt, das durch mindestens eine der Deckschichten 5, 6 des Verbundmaterials 7 hindurch scheint. Aufgrund der Tatsache, dass die Elastomerfolie 1 bedruckt wird, ist die richtige Ausrichtung des gedruckten Motivs zum elastischen Bereich des Verbundmaterials 7 stets gewährleistet. Darüber hinaus wird das aufgedruckte Bild bei der Dehnung des Verbundmaterials 7 gleichmäßig und reversibel mitgedehnt. Das aufgedruckte Motiv kann sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Verbundmaterials 7 durchscheinen, so dass das Verbundmaterial auf dessen Vorder- wie auch auf dessen Rückseite gleichermaßen optisch ansprechend ist.
Testverfahren
T-Schäl-Test
Bei allen unten beschriebenen Probenvorbereitungen muss die Klebefläche vorsichtig behandelt werden, um einen Kontakt mit den Händen, der Haut oder anderen kontaminierenden Oberflächen zu vermeiden. Saubere Blätter unbehandelten Papiers können bei der Probenvorbereitung als Schutz der Flächen des Haftmaterials dienen. Dieses Verfahren wird zur Bestimmung der T-Schäl-Stärke der Klebeverbindung zwischen einem Haftmaterial und einer Klebefläche mit einem sich dazwischen befindlichen Haftmittel verwendet.
Probenvorbereitung – Die Probenvorbereitung für den T-Schäl-Test unterscheidet sich, je nachdem, ob das Material als einzelnes Gewebe oder als in ein Produkt integriertes Gewebe erhältlich ist.
Für Materialien als einzelnes Gewebe: 16 und 17 veranschaulichen eine verbundene Probe, die nach den nachfolgenden Anweisungen erzeugt wurde. 17 ist eine Querschnittsansicht entlang der beiden Abschnitte 17-17 aus 16.
Für eine aufnehmende Probe 812 mit einem proximalen Rand 840 wird mithilfe von Stanzformen die Größe einer Klebefläche 814 (d. h. eine entweder voraktivierte oder nicht aktivierte Folie) so verändert, dass rechteckige aufnehmende Proben entstehen, die in Querrichtung des Materials (senkrecht zur Maschinenlaufrichtung) 7,62 cm (3 Zoll) breit und in Materialmaschenlaufrichtung 20 cm (7,9 Zoll) lang sind. Das Material, das die Klebefläche 814 bildet, darf keine Falten aufweisen (d. h. Bereiche, in denen die Klebefläche 814 sich selbst faltet). Die Klebefläche 814 ist elastomer, daher ist die aufnehmende Probe mit einem gleichgroßen Stück Poly(ethylenterephthalat)-Folie (PET-Folie, 200 Gauge, X-Clear) 810 mithilfe doppelseitigen Klebebands (z. B. FT 239 von der Avery Denninson Corp., Painesville, OH oder 9589 von 3M, St. Paul, MN) verstärkt. Die verklebte Probe wird mit einer gummierten 2 kg (4,5 Pfund) HR-100 ASTM 80 Walze (5 cm/2 Zoll breit) gewalzt, die einmal über die gesamte verklebte Fläche gerollt wird. Die verklebte Probe muss faltenfrei sein (d. h. Bereiche, in denen die verklebte Probe sich selbst faltet).
Das bei Fuller erhältliche Haftmittel H2861 wird in einem spiralförmigen Muster auf ein Trennpapier (wie doppelseitiges, silikonbeschichtetes Papier, das unter der Nummer HV100-473/473 bei Fox River Associates, LLC., Geneva, IL, erhältlich ist) mit 7 g/m² Flächengewicht gesprüht. Die Spiralen werden in Maschinenrichtungslänge mit einem Durchmesser von ca. 12 mm bei einer Dichte von 3 Spiralen pro mm und nebeneinander mit mindestens (< 1 mm) Überlagerung gesprüht. Ein Blatt eines solchen mit Klebstoff besprühten, in Maschinenrichtung 7,62 cm und in Querrichtung 20 cm langen Trennpapiers wird dann geschnitten. Die geschnittene Probe, deren Klebeseite zur Klebefläche 814 weist, wird auf der Klebefläche 814 aufgetragen, die mit einer PET-Folie 810 verstärkt ist. Die verklebte Probe wird mit einer gummierten 2 kg (4,5 Pfund) HR-100 ASTM 80 Walze (4,45 cm/1,75 Zoll breit) gewalzt, die einmal über die Breite der Probe gerollt wird. Das Trennpapier wird dann von der verklebten Probe abgezogen, wobei die Klebeschicht 816 auf der Klebefläche 814 verbleibt. Eine so hergestellte Aufnahmeprobe 812 wird dann wie unten beschrieben für die Verklebung mit der haftenden Probe 822 verwendet. Es ist darauf hinzuweisen, dass die aufnehmende Probe 812 auch mit großflächigeren Materialien erzeugt und anschließend zurück auf eine Größe von 7,62 cm × 20 cm verändert werden kann.
Für die haftende Probe 822 wird ein 7,62 cm (3 Zoll) breites und 20 cm (7,9 Zoll) langes Stück Haftmaterial 828 verwendet, welches Poly(ethylenterephthalat)-Folie ist. Das Haftmaterial 828 muss faltenfrei sein (d. h. von Bereichen, in denen das Haftmaterial 828 sich selbst faltet).
Die haftende Probe 822 wird mit dem Haftmittel auf die Klebeseite der aufnehmenden Probe 812 geklebt. Das Kleben erfolgt auf einer flachen, sauberen und festen Fläche, wie zum Beispiel einer Arbeitsplatte. Die haftende Probe 822 wird dann auf die Haftmittelschicht 816 auf der aufnehmenden Probe 812 aufgebracht, um Falten in der Probe zu vermeiden. Die Haftmittelschicht 816 wird auf dem Haftmaterial 828 zentriert, wobei die Längskanten des Haftmaterials 828 im Wesentlichen parallel zu den Längskanten der Klebefläche 814 und der Haftmittelschicht 816 verlaufen. Der proximale Rand 840 der aufnehmenden Probe 812 wird am proximalen Rand 842 der haftenden Probe 822 ausgerichtet. Die aufnehmende Probe 812 und die haftende Probe 822 sollten jeweils mindestens 25 mm über den verklebten Teil der Proben hinausragen, so dass der proximale Rand 840 der aufnehmenden Probe 812 und der proximale Rand 842 der haftenden Probe 822 einfach in die Einspannelemente des Prüfgeräts eingesetzt werden können. Ein kleines Stück des Trennpapiers 830 (z. B. das doppelseitige silikonbeschichtete Papier, das unter der Nummer HV100-473/473 bei Fox River Associates, LLC., Geneva, IL, erhältlich ist) wird zwischen die Haftmittelschicht 816 (neben dem proximalen Rand 840) und das Haftmaterial 828 (neben dem proximalen Rand 842) gelegt. Das Trennpapier 830 wird dann einige Millimeter zwischen den Schichten 816 und 828 eingebracht (d. h. nicht mehr als 10% der gesamten Kleblänge). Die verklebte Probe wird dann mit einer 5,0 kg (11 Pfund) verstählten, 5,72 cm (2,25 Zoll) breiten (4983 GR, RDL-0960-1, J-2004) Walze gewalzt. Zwei vollständige Durchzüge (d. h. vor und zurück) werden über die Probe mit einer Geschwindigkeit von ca. 10 mm/Sek. vollzogen. Die Durchzüge werden über die restliche Breite der Probe wiederholt, da die Breite des Gummis (5,72 cm/2,25 Zoll) geringer ist als die Breite der Probe (8 cm/3 Zoll). Die verklebte Fläche sollte ca. 7,62 cm (3 Zoll) breit und 20 cm (7,9 Zoll) lang sein (d. h. der gleiche Bereich wie die haftende Probe).
Für den T-Schäl-Test wird aus der verklebten Probe eine 2,54 cm (1 Zoll) breite und 20 cm (7,9 Zoll) lange Probe mit einer Stanze ausgeschnitten. Diese Probe wird dann mit dem unten beschriebenen Verfahren geschält.
Ein Fachmann wird erkennen, dass im T-Schäl-Verfahren auch verklebte Proben mit anderen Abmessungen verwendet werden können. Die Abmessungen der aufnehmenden und haftenden Teile können von den oben beschriebenen abweichen; es sollte jedoch die effektive Klebefläche verwendet werden, um die resultierende, erfasste T-Schälkraft pro cm/Zoll verklebter Breite zu normieren (d. h. die verklebte Breite ist die Breite der verklebten Fläche, die im Wesentlichen parallel zur Breite der Einspannelemente gemessen wird, sobald die Probe in die Prüfumgebung eingebracht wird).
In ein Produkt integrierte Materialien: Materialien, die in einem Produkt vorverklebt sind, werden als vorbereitete Probe verwendet. Zur Durchführung des T-Schäl-Tests wird das verklebte Material wenn möglich aus dem Produkt herausgeschnitten. Wenn die Klebefläche (in diesem Fall Knitterfolie) und/oder das Haftmaterial jedoch Fläche zu Fläche mit anderen Materialien verbunden ist, muss die Fläche-zu-Fläche-Konfiguration zwischen der Klebefläche und dem anderen Material oder zwischen dem Haftmaterial und dem anderen Material aufrechterhalten werden. Die Materialien sollten von dem Produkt entfernt werden, um ihre Integrität zu bewahren (z. B. Klebefläche und Haftmaterial dürfen nicht dauerhaft verformt und ihre Verklebung nicht getrennt werden). Vor dem Auftragen der Proben für den T-Schäl-Test sollten die aufnehmende und die haftende Fläche ca. 1–5 mm getrennt werden, bevor mit dem Schälen begonnen wird. Der Teil der Probe mit der Klebefläche ist die aufnehmende Probe 812, und der Teil der Probe mit dem Haftmaterial ist die haftende Probe 822. Die aufnehmende Probe 812 und die haftende Probe 822 sollten jeweils mindestens 25 mm über den verklebten Teil der Proben hinausragen, so dass der proximale Rand 840 der aufnehmenden Probe 812 und der proximale Rand 842 der haftenden Probe 822 einfach in die Einspannelemente des Prüfgeräts eingesetzt werden können. Der T-Schäl-Test sollte auf den verklebten Materialien wie in dem unten beschriebenen Verfahren ausgeführt werden. Ein Fachmann sollte erkennen, dass der Schälwinkel die Schälkraft beeinflussen kann. Beim Schälen sollte ein Schälwinkel von 180 Grad aufrechterhalten werden (d. h. das Haftmaterial und die Klebefläche werden direkt voneinander weggezogen). Ist das Haftmaterial oder die Klebefläche elastomer, muss das Haftmaterial oder die Klebefläche mit einem Blatt PET-Folie ähnlicher Größe (0,05 mm) verstärkt werden, um eine Dehnung des geprüften Substrats zu verhindern.
Testbedingungen – Der T-Schäl-Test erfolgt in einer kontrollierten Umgebung, wobei die Temperatur bei 22°C (+/–2°C) und die Luftfeuchtigkeit bei 50% (+/–10%) gehalten werden. Geeignete Geräte für diesen Test sind Zugprüfgeräte, die bei der Instron Engineering Corp., Canton, Mass. (z. B. Instron 5564) oder bei MTS Systems Corp., Eden Prairie, Minn. (z. B. Alliance RT/1 oder Sintech 1/S) erhältlich sind. Das folgende Verfahren veranschaulicht die Messung unter Verwendung des Geräts Instron 5564. Das Gerät ist mit einem Computer verbunden, auf dem die Materialtestsoftware Instron^® Merlin^TM installiert ist, welche die Testparameter steuert, Daten erfasst und berechnet und Grafiken und Datenberichte erstellt. Das Gerät ist mit einer Datenerfassungsgeschwindigkeit von 50 Hz konfiguriert. Alle erstellten Grafiken werden mit der Durchschnittswert-Einstellung (Integralwert) auf dem Gerät aufgezeichnet. Die Kraftmessdose wird so gewählt, dass die zu messenden Kräfte zwischen 10% und 90% der Kapazität der Kraftmessdose oder des verwendeten Belastungsbereichs liegen (z. B. eine Kraftmessdose von 10 N bis 100 N). Das Gerät wird gemäß den Anweisungen des Herstellers auf eine Genauigkeit von mindestens 0,1% kalibriert. Das Gerät hat zwei Einspannelemente: ein fest montiertes und ein bewegliches Einspannelement. Die Einspannelemente sind breiter als die Probe; normalerweise werden 5,08 cm (2 Zoll) breite Einspannelemente verwendet. Die Einspannelemente sind druckluftbetrieben und so ausgelegt, dass sich die gesamte Greifkraft entlang einer senkrecht zur Richtung der Testspannung verlaufenden Ebene konzentriert. Der Abstand zwischen den Greifkraftlinien (d. h. die Messlänge) wird auf 2,54 cm (1 Zoll) eingestellt. Der Messwert auf dem Gerät wird auf null gesetzt, um die Masse der Halterung und der Einspannelemente zu berücksichtigen. Die verklebte Probe wird so aufgebracht, dass sich der proximale Rand 840 der aufnehmenden Probe 812 in dem beweglichen Einspannelement und der proximale Rand 842 der haftenden Probe 822 in dem fest montierten Einspannelement befindet. Die verklebte Probe wird so eingesetzt, dass zwischen den Einspannelementen in der aufnehmenden Probe 812 oder der haftenden Probe 822 ein minimaler Spielraum besteht. Das Prüfmuster wird so in die Einspannelemente eingebracht, dass kein Spielraum besteht und die gemessene Belastung zwischen 0,00 und 0,02 Newton beträgt.
Die aufnehmende Probe 812 wird von der haftenden Probe 822 mit einer Traversengeschwindigkeit von 305 mm/min (12 Zoll/Min.) getrennt. Eine Durchschnittsbelastung wird als Durchschnittsbelastung von ca. 25 mm (ca. 1 Zoll) und ca. 160 mm (ca. 6,26 Zoll) Versatz berechnet. Für Proben, die nicht den Abmessungen in der Probenvorbereitung entsprechen, wird die Durchschnittsbelastung anhand der Belastung berechnet, die bei einer Traversenausdehnung von ca. 25% bis ca. 87,5% der Probenlänge erreicht wird. Ist die Probe zum Beispiel 10 cm (4 Zoll) lang, wird eine Durchschnittsbelastung von ca. 2,54 cm (ca. 1 Zoll) bis 8,9 cm (ca. 3,5 Zoll) Länge der Probe berechnet. Die Durchschnittsbelastung wird wie folgt normiert: normierte Belastung (N/cm) = Durchschnittsbelastung χ Anfangsklebbreite in Zentimetern. Bei einer 2,5 cm (1 Zoll) breiten Probe wird die Durchschnittsbelastung durch 2,54 cm geteilt, um die normierte Belastung zu ermitteln. N = mindestens 3 ausgewertete Proben, um eine gute Durchschnittsschälung zu erreichen.
Hysterese-Test (% Dehnungsrest):
Dieses Verfahren wird zur Bestimmung der Eigenschaften von Elastomeren verwendet, einschließlich der Form von Flachfolien, die mit dem Wachstum der Produktabmessungen korrelieren können, die während der Verarbeitung des die Elastomerverbindung enthaltenden Produktes beobachtet wird. Der Hysterese-Test wird bei Raumtemperatur (22–25°C) durchgeführt. Das zu testende Material wird in eine in Materiallaufrichtung im Wesentlichen geradlinige Form geschnitten. Die Abmessungen der Probe sollten so gewählt werden, dass die erforderliche Belastung erreicht werden kann und die dafür aufgewandte Kraft für das Prüfgerät geeignet ist. Die Probe sollte idealerweise ca. 25,4 mm breit (in die Richtung senkrecht zur Dehnung, Maschinenlaufrichtung) und ca. 76,2 mm lang (in Dehnrichtung, Querrichtung) sein. Geeignete Prüfgeräte für diesen Test sind bei MTS Systems Corp., Eden Prairie, Minnesota (z. B. Alliance RT/1 oder Sintech 1/S) oder Instron Engineering Corp., Canton, Massachusets, erhältliche Zugprüfgeräte. Für entweder das oben aufgeführte Alliance RT/1 oder Sintech 1/S-Gerät.
Das folgende Verfahren veranschaulicht die Messung bei Verwendung der oben aufgeführten Probenabmessungen und entweder eines Alliance RT/1- oder Sintech 1/S-Geräts. Das Gerät wird mit einem Computer verbunden. Die TestWorks 4^®-Software steuert die Testparameter, erfasst und berechnet Daten und erstellt Grafiken und Datenberichte.
Die für den Test verwendeten Einspannelemente sind breiter als die Probe. Es können 5,08 cm (2 Zoll) breite Einspannelemente verwendet werden. Die Einspannelemente sind druckluftbetrieben und so ausgelegt, dass sich die gesamte Greifkraft entlang einer einzelnen, senkrecht zur Richtung der Testspannung verlaufenden Ebene konzentriert, die eine flache Oberfläche und eine gegenüberliegende Seite hat, von der eine halbrunde Fläche hervorragt (Radius = 6 mm) (Teilenummer: 56-163-827, erhältlich bei MTS Systems Corp.), um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass die Probe herausrutscht.
Die Kraftmessdose wird so gewählt, dass die zu messenden Kräfte zwischen 10% und 90% der Kapazität der Kraftmessdose oder des verwendeten Belastungsbereichs liegen. Es kann eine Kraftmessdose von 25 Newton verwendet werden. Die Halterungen und Einspannelemente sind integriert. Das Prüfgerät wird gemäß den Anweisungen des Herstellers kalibriert. Der Abstand zwischen den Greifkraftlinien (d. h. die Messlänge) liegt bei 25,4 mm (1 Zoll) und wird, soweit nichts anderes angegeben ist, mit einem Stahllineal gemessen, das neben den Einspannelementen gehalten wird. Der Messwert auf dem Gerät wird auf null gesetzt, um die Masse der Halterung und der Einspannelemente zu berücksichtigen. Die Masse, Dicke und das Flächengewicht der Probe werden vor dem Test gemessen. Das Prüfmuster wird, soweit nichts anderes angegeben ist, so in die Einspannelemente eingebracht, dass kein Spielraum besteht und die gemessene Belastung zwischen 0,00 und 0,02 Newton beträgt. Das Prüfgerät wird in einem temperaturgeregelten Raum aufgestellt und die Messung bei 22°C durchgeführt.
Das Hysterese-Testverfahren für Folienproben beinhaltet die folgenden Schritte (alle Belastungen sind nominelle Dehnungen):

(1) Dehnen der Probe auf 500% bei einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 25,4 cm (10 Zoll) pro Minute ohne Halt.
(2) Verringern der Dehnung auf 0% (d. h. Zurückstellen der Einspannelemente auf die ursprüngliche Messlänge von 2,5 cm (1 Zoll) bei einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 25,4 cm (10 Zoll/Min.) pro Minute ohne Halt.
(3) Halten der Probe für 1 Minute bei 0% Dehnung
(4) Ziehen der Probe auf 0,05 N bei einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 13 mm (0,51 Zoll/Min.) pro Minute und Zurückstellen der Belastung auf Null bei gleicher Traversengeschwindigkeit, um den Dehnungsrest im Material zu messen. Der Dehnungsrest oder das Wachstum der Probe verändert die Messlänge. Bei diesem Verfahren wird für die Berechnung der Neuen Messlänge auf die ursprüngliche Messlänge von 25,4 mm eine Dehnkraft bis auf 0,05 N angewandt.
(5) Dehnen der Probe auf 200% der Neuen Messlänge bei einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 25,4 cm (10 Zoll) pro Minute
(6) Halten bei 200% Belastung für 30 Sekunden.
(7) Zurückkehren auf 0% Belastung bei einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 25,4 cm (10 Zoll/Min.) pro Minute

Bei diesem Verfahren wird die Neue Messlänge für jedes Beispiel ermittelt, welche der neuen Länge der Probe nach einer Dehnung auf 500% und einer Minute anschließenden Haltens bei 0% Belastung entspricht. Die Neue Messlänge wird zur Berechnung des prozentualen Dehnungsrests im Material wie folgt herangezogen: Prozentualer Dehnungsrest = 100·(Neue Messlänge – ursprüngliche Messlänge)/ursprüngliche Messlänge
Beispiele
T-Schäl-Beispiele:
Beispiel 1: Eine nicht aktivierte, bei der Mondi GmbH, Gronau erhältliche, 40 μm dicke Folie KC 6282.810 wurde als Klebefläche verwendet. Die Folie besteht aus einem mittels Schlauchextrusionsverfahren hergestellten elastischen Polyolefin-Harz. Es ist eine dreischichtige Folie mit einem elastischen Kern aus Polyolefin-Folie, wobei die Außenhaut auf jeder Seite aus einem Kunststoff-Polyolefin besteht. Diese Folie wurde auf eine PET-Folie mit doppelseitigem Klebeband geklebt. Die T-Schäl-Probe wurde mit H2861-Klebstoff und PET nach dem oben beschriebenen Verfahren erstellt.
Beispiel 2: Die in Beispiel 1 verwendete Folie wurde mit einem schrittweisen Dehnvorgang, der in den Patenten US5143679 , US5156793 und US5167897 (Weber et. al.) beschrieben ist, voraktiviert. Sie wurde in Querrichtung mit 0,381 cm (0,150 Zoll) Walzensteigung bei 6 mm Eingrifftiefe voraktiviert. Dadurch entstanden wie hierin beschrieben und veranschaulicht, Falten in den Außenhauten der Folie. Die voraktivierte Folie wurde als Klebefläche zur Erstellung einer T-Schäl-Probe nach dem oben beschriebenen Verfahren verwendet. Die Probe wurde so aufgetragen, dass sie in Maschinenlaufrichtung geschält wird (d. h. in der Richtung parallel zu den Aktivierungsstrecken).
Beide Proben (d. h. Beispiel 1 und 2) wurden dem oben beschriebenen T-Schäl-Verfahren unterzogen. Dabei blätterte das auf die Klebefläche aufgebrachte Haftmittel vollkommen davon ab und ging auf das Haftmaterial PET über. Das galt für beide Proben. Die T-Schälkraft deutete daher auf einen Adhäsionsbruch zwischen dem Haftmittel und der Klebefläche, allerdings nicht zwischen dem Haftmittel und dem Haftmaterial PET hin. 18 zeigt die T-Schäl-Daten der Datenkurven für Proben aus Beispiel 2. Die unterschiedliche Klebkraft wurde anhand der T-Schälkraftdaten zwischen den in Tabelle 1 unten gezeigten beiden Proben deutlich.

1 2 3 4 5 Durchschnitt (N/cm) Standardabweichung (N/cm)

Beispiel 1 0,7 0,65 0,66 0,67 0,03

Beispiel 2 0,78 0,81 0,75 0,73 0,75 0,76 0,03

Tabelle 1: T-Schälkraftdaten für verschiedene Proben aus Beispielen 1 und 2.
Die voraktivierte Folie aus Beispiel 2 wies eine höhere Klebkraft als die nicht aktivierte Folie aus Beispiel 1 auf. Zwar waren beide Proben 2,5 cm (1 Zoll) breit, jedoch boten die Falten in der voraktivierten Probe eine größere Klebfläche als die der nicht aktivierten Folie. Die gerillte Fläche der Folie (Falten in der Außenhaut) wies Erhöhungen und Furchen auf. Durch Drücken des Haftmittels in die Rillen während der Verklebung wird die Kontaktfläche und somit die Klebfläche vergrößert. Die größere Klebfläche steht für eine höhere Schälkraft. Bei der Dehn-Laminierung folgt nach Aufbringen des Haftmittels ein Walzvorgang, um die Klebkraft zu erhöhen. Das Vorhandensein von Furchen und Erhöhungen auf der Folienfläche verbessert daher die Klebeigenschaften.
T-Schälung ist oft ein Indikator für die Widerstandsfähigkeit eines Produkts. Das hier betrachtete Produkt erfordert eine höhere Schälkraft als 0,5 N/cm zwischen der elastischen Folie und dem Substrat. Eine gute Klebung zwischen der Folie und dem Substrat verhindert eine Ablösung des Substrats oder der Folie bei der Verwendung des Produkts. Beispiel 2 weist eine um fast 14% höhere T-Schälkraft auf. Diese höhere T-Schälkraft macht es möglich, bei einer faltigen Folie (Falten durch Voraktivierung) weniger Haftmittel zu verwenden und trotzdem die gleiche Leistung zu erzielen wie mit einer größeren Menge an Haftmittel, die bei der Verwendung einer Flachfolie wie in Beispiel 1 nötig wäre. In den Ausführungsformen des hierin betrachteten voraktivierten Dehnlaminats beträgt die Schälkraft, wie in dem oben beschriebenen T-Schäl-Verfahren gemessen, mindestens ca. 0,5 N/cm und vorzugsweise mindestens ca. 0,6 N/cm.
Hysterese(prozentualer Dehnungsrest)-Beispiele
Beispiel 3: Das bei Kuraray erhältliche Styrol-Block-Copolymer-Harz 21J (412-10225) wurde zur Erzeugung der Folie mit einem Berstorff Extruder ZE25 extrudiert. Ein 25,4 cm breites Bügel-Folienwerkzeug wurde verwendet, um die verbundene Elastomermischung zu einer dünnen Folie auszuformen. Eine Folienentnahmeeinheit wurde so positioniert, dass sie das Extrudat empfängt, das anschließend auf doppelseitigem, silikonbeschichtetem Trennpapier gesammelt und auf eine Papprolle gewickelt wird. Für die Datenerzeugung wird eine einschichtige Folie bei ca. 232°C und ~ 35 g/m² bei sehr niedriger Geschwindigkeit (~3 m/Min./10 Fuß/Min.) extrudiert. Die Folie wird vom 254 mm langen Flachfolienwerkzeug empfangen, und die mittleren 127 mm werden für die Probenvorbereitung verwendet.
Beispiel 4: Das bei Exxon Mobil erhältliche Polyolefin-basierte Elastomer Vistamaxx 6102 wurde zur Erzeugung der Folie mit einem Berstorff Extruder ZE25 extrudiert. Die Folie wurde in der gleichen Testumgebung wie in Beispiel 3 extrudiert. Eine einschichtige Folie wurde bei ca. 232°C und ~ 35 g/m² bei sehr niedriger Geschwindigkeit (~3 m/Min./10 Fuß/Min.) extrudiert.
Für die Hysterese-Auswertung wurden beide Beispiele aus der Mitte der Folie ausgeschnitten, um Auswirkungen der Folienränder auf die Leistung zu verhindern. Es wurden für jedes Beispiel fünf Proben mit einer Breite von 8 cm (3 Zoll) in Querrichtung und einer Länge von 2,5 cm (1 Zoll) in Maschinenlaufrichtung (Extrusionsrichtung) ausgeschnitten. Einschichtige elastische Folien sind schwieriger zu handhaben und werden vor der Behandlung oft mit Maisstärke oder Talk behandelt. Diese Proben wurden dann mithilfe des oben beschriebenen Hysterese-Verfahrens ausgewertet. Mithilfe des Verfahrens wurden verschiedene Leistungsparameter gemessen, jedoch sind in der folgenden Tabelle 2 nur die prozentualen Dehnungsrestwerte der Materialien aufgeführt.

1 2 3 4 5 Durchschnittlicher prozentualer Dehnungsrest Standardabweichung prozentualer Dehnungsrest

Beispiel 3 21% 21% 21% 22% 20% 21% 1%

Beispiel 4 56% 53% 55% 58% 55% 55% 2%

Tabelle 2: Prozentualer, mit dem oben beschriebenen Hysterese-Verfahren gemessener Dehnungsrest für Proben der Beispiele 3 und 4.
Die neuen Polyolefin-Materialien aus Polypropylen weisen zwar ein elastisches Verhalten auf, haben jedoch einen sehr hohen Dehnungsrest gegenüber traditionellen Elastomeren aus Styrol-Block-Copolymeren. Dehnlaminate aus elastischer Folie und nicht elastischen Vliesstoffen müssen oft mechanisch aktiviert werden, um die gewünschte Elastizität zu erreichen. Die mechanische Aktivierung wird meist in Querrichtung ausgeführt. Weist die elastische Folie bei der Aktivierung einen hohen Dehnungsrest auf, wird der Nachaktivierungsvorgang unbeständig. Aufgrund der verlängerten Laufstrecke erfordert der Vorgang oft teure Geräte und viel Platz. Dazu kommt, dass die Laufstreckenverlängerung in Querrichtung die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit des Verfahrens verringert. Im Ringwalzverfahren und im Herstellungsverfahren für Dehnlaminat werden meist auf Styrol-Block-Copolymeren basierende Folien verwendet. Wie in Tabelle 2 für Beispiel 3 gezeigt, weisen die in einem solchen Verfahren verwendeten Styrol-Block-Copolymer-Folien nach einer Dehnung auf 500% gemäß des oben beschriebenen Hystereseverfahrens einen Dehnungsrest von 20% bis 25% oder maximal 30% auf. Im Gegensatz dazu weist die neue Generation elastischer Polypropylen-Folien aus Beispiel 4 einen Dehnungsrest im Material von ca. 55% auf. Folien oder Laminate mit einem derart hohen Dehnungsrest schaffen neue Herausforderungen bei der Handhabung der Materialien und erfordern neues Kapital. Diesen Herausforderungen kann jedoch mit einer voraktivierten Folie begegnet werden. Wenn der Dehnungsrest im Material durch Vordehnung aktiviert wurde, weist das Material bei den nachfolgenden Aktivierungsschritten einen geringeren Dehnungsrest auf. Darüber hinaus haben elastische Polyolefin-Materialien bessere Hysterese-Eigenschaften nach der Voraktivierung im Vergleich zu denen vor der Voraktivierung. In den Ausführungsformen des hierin betrachteten voraktivierten Dehnlaminats liegt der prozentuale Dehnungsrest, wie in dem oben beschriebenen Hysterese-Verfahren gemessen, bei mindestens 30% und vorzugsweise bei mindestens 35%.
Die hierin offenbarten Abmessungen und Werte sind nicht auf die exakten genannten Zahlenwerte beschränkt. Stattdessen, soweit nichts anderes angegeben ist, soll jede Abmessung sowohl den genannten Wert als auch einen funktional vergleichbaren, um diesen Wert liegenden Bereich betreffen. So steht zum Beispiel eine offenbarte Abmessung von „40 mm” für eine Abmessung von „ca. 40 mm”.
Alle in der ausführlichen Beschreibung aufgeführten Dokumente sind hierin zu Referenzzwecken aufgenommen. Das Zitieren aus einem Dokument darf nicht so ausgelegt werden, als wäre die vorliegende Erfindung als Stand der Technik zugelassen. Sollte in dieser Offenbarung eine Bedeutung oder Definition eines Begriffs mit der Bedeutung oder Definition in einem hierin zu Referenzzwecken aufgenommenen Dokument in Widerspruch stehen, gilt für diese Offenbarung die Bedeutung oder Definition, die dem Begriff in dieser Offenbarung zugewiesen wurde.
Während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und beschrieben wurden, ist es für einen Fachmann naheliegend, dass verschiedene andere Anpassungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher gelten in den angehängten Ansprüchen alle solchen Anpassungen und Änderungen als abgedeckt, die in den Anwendungsbereich dieser Erfindung fallen.

Claims

Absorptionsartikel, umfassend: I) eine Grundeinheit, die eine Oberschicht, eine Unterschicht und einen Absorptionskern umfasst, der zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist, und II) mindestens ein elastisch dehnbares Feld, das mit der Grundeinheit verbunden ist, wobei das elastisch dehnbare Feld ein Dehnlaminat umfasst, umfassend: a. mindestens eine Deckschicht, b. eine Elastomerfolie, die an der Deckschicht angebracht ist, wobei die Elastomerfolie Oberflächen und eine Außenhaut auf mindestens einer der Oberflächen aufweist, und c. ein Haftmittel, das zwischen der Außenhaut und der Deckschicht angeordnet ist, wobei das Dehnlaminat mindestens einen Verankerungsbereich und mindestens einen Dehnungsbereich aufweist, wobei die Außenhaut, die sich im Verankerungsbereich befindet, eine Vielzahl von Falten aufweist, wobei die Falten Furchen aufweisen und mindestens ein Teil des Haftmittels in mindestens einigen der Furchen angeordnet ist.
Absorptionsartikel nach Anspruch 1, wobei die Elastomerfolie ein Polyolefinelastomer umfasst.
Absorptionsartikel nach Anspruch 2, wobei das Polyolefinelastomer ein Homopolymer oder Co-polymer auf Propylenbasis oder ein Homopolymer oder Copolymer auf Ethylenbasis ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: einem elastischen statistischen Poly(-propylen/-olefin)-Copolymer, einem isotaktischen Polypropylen mit Stereofehlern, einem isotaktischen/ataktischen Polypropylen-Blockcopolymer, einem Blockcopolymer aus isotaktischem Polypropylen und statistischem Poly(-propylen/-olefin)-Copolymer, einem Stereoblock-Polypropylenelastomer, einem syndiotaktischen Polypropylen-Triblockcopolymer mit syndiotaktischen Polypropylenblock-Poly(-ethylen-Copropylen)-Blöcken, einem Triblockcopolymer aus isotaktischen Polypropylenblöcken, regioirrelulären Polypropylenblöcken und isotaktischem Polypropylen, einem Blockcopolymer aus statistischem Polyethylen und (Ethylen/olefin)-Copolymer, einem Reaktor-Mischpolypropylen, einem Hochdruckpolypropylen sehr niedriger Dichte, einem Metallocenpolypropylen, Metallocenpolyethylen und Kombinationen davon.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elastomerfolie eine Blasfolie ist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elastomerfolie eine Dicke von 20 μm bis 60 μm aufweist.
Absorptionsartikel nach Anspruch 5, wobei die Elastomerfolie eine Dicke von 40 μm aufweist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Außenhaut ein Polyolefin umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Hochdruckpolyethylen, Niederdruckpolyethylen, linearem Hochdruckpolyethylen, Hochdruckpolyethylen sehr niedriger Dichte, einem Polypropylen-Homopolymer, einem plastischen statistischen Poly(-propylen/-olefin)-Copolymer, syndiotaktischem Polypropylen, Metallocenpolypropylen, Polybuten, einem Pfropfcopolymer, einem Polyolefinwachs und Kombinationen davon
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elastomerfolie an der Deckschicht mit einer Schälkraft von mindestens 0,5 N, die mittels T-Schältest gemessen wird, befestigt ist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elastomerfolie einen prozentualen Dehnungsrest von mindestens 30% aufweist, der mittels Hysteresetest gemessen wird.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Absorptionsartikel eine Windel ist.