DE102015114985A1

DE102015114985A1 - Coextrusionsfolie mit Bereichen unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit sowie Verfahren zur Herstellung einer Folie

Info

Publication number: DE102015114985A1
Application number: DE102015114985.0A
Authority: DE
Inventors: Herbert Bader; Olga FEZERT; Alexander Ohneiser
Original assignee: Mondi Consumer Packaging Technologies GmbH
Current assignee: Nitto Advanced Film Gronau GmbH
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Folie mit Bereichen (10, 20) unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit, wobei eine Coextrusionsfolie mit einer elastischen Folienschicht (1) und zumindest einer ersten nicht elastischen Folienschicht (2) bereitgestellt wird und wobei lediglich abschnittsweise zur Bildung von Bereichen (10) mit einer leichten Dehnbarkeit mit Laserstrahlung die erste nicht-elastische Folienschicht (2) zumindest teilweise zerstört wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren auch eine Coextrusionsfolie, die durch das beschriebene Verfahren gebildet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Folie mit Bereichen unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit, die aus einer Coextrusionsfolie gebildet wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine durch das Verfahren erhältliche Coextrusionsfolie mit Bereichen unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit.
Elastische Coextrusionsfolien mit dünnen und steifen Außenschichten aus einem nicht-elastischen Material und einer elastischen Kernschicht werden im Bereich elastischer Komponenten von Windeln und ähnlichen Hygieneprodukten eingesetzt.
Die steifen Außenschichten sind dazu vorgesehen, um eine möglichst leichte Verarbeitung der Coextrusionsfolie zu ermöglichen. Bei einer Monofolie aus einem elastischen Material wie Styrol-Block-Copolymer oder einem thermoplastischen Polyolefin-Elastomer besteht bei der Lagerung als Rollenware die Gefahr eines Verblockens, wobei also die aufeinander aufgewickelten Lagen der Monofolie miteinander verkleben können, so dass dann ein Abrollen nicht mehr oder nur mit einem großen Kraftaufwand und einer starken Dehnung der Monofolie möglich ist. Des Weiteren ist die Verarbeitung einer solchen Monofolie auch schwierig, weil die auf eine entsprechende Folienbahn wirkende Zugspannung eine nur schwer kontrollierbare Dehnung hervorruft.
Wenn die elastische Folienschicht als Bestandteil einer Coextrusionsfolie mit zumindest einer nicht-elastischen Folienschicht kombiniert wird, können die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Die nicht-elastische Folienschicht begrenzt die Dehnbarkeit bei der Verarbeitung und dient auch bei einem Aufwickeln zu einer Folienrolle als eine Art nichtklebriger Abstandshalter. Häufig ist ein dreischichtiger Aufbau einer solchen Coextrusionsfolie vorgesehen, wobei die elastische Folienschicht als Kernschicht zwischen zwei nicht-elastischen Deckschichten angeordnet ist.
Um bei einer solchen Coextrusionsfolie die elastischen Eigenschaften ausnutzen zu können, müssen die Außenschichten zunächst unter Überwindung ihrer Steifigkeit überdehnt und damit partiell geschwächt oder zerstört werden, wobei ein solcher Verfahrensschritt in der Praxis auch als Aktivierung bezeichnet wird, weil gleichsam die elastischen Eigenschaften der Coextrusionsfolie „aktiviert“ werden.
Die Aktivierung erfolgt üblicherweise durch ineinander greifende Scheibenwalzen, weshalb dieses Verfahren auch als Ringrollen bezeichnet wird.
Bei dem Einsatz an Windeln oder ähnlichen Hygieneprodukten wird die elastische Coextrusionsfolie vorzugsweise mit einer textilen Deckschicht, insbesondere einem Nonwoven kaschiert. Die beschriebene Aktivierung kann sowohl vor der Kaschierung mit zumindest einer Nonwovenschicht oder nach der Kaschierung erfolgen, wobei dann auch direkt die Nonwovenschicht zur Erzeugung einer leichten Dehnbarkeit teilweise zerstört bzw. aufgelockert wird.
Je nach Aktivierungsprozess können unterschiedlich leicht dehnbare Bereiche resultieren, beispielsweise wenn in der Mitte sowie an dem Rand oder zwischen benachbarten Scheibenwalzen die Coextrusionsfolie unterschiedlich stark festgehalten wird. Des Weiteren ist es aber auch bekannt, durch entsprechend angepasste Ringrollen oder andere Aktivierungs-Einrichtungen kontrolliert Bereiche mit unterschiedlichem elastischen Dehnbarkeiten zu erzeugen. Wenn beispielsweise nur Teilbereiche durch Ringrollen aktiviert werden, sind nur diese leicht dehnbar, während an den angrenzenden Abschnitten durch die zumindest eine nicht-elastische Folienschicht ein hoher Widerstand gegen Dehnungen erhalten bleibt.
Eine solche Coextrusionsfolie bzw. ein damit gebildetes Laminat mit zumindest einer Deckschicht aus Nonwoven weist also Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit und Bereiche mit einer schlechten Dehnbarkeit auf, wobei sich die Zuordnung der relativen Begriffe auf einen direkten Vergleich bezieht und somit unmittelbar nachvollziehbar und nachprüfbar ist.
Eine mehrschichtige Folie mit einer elastischen Folienschicht und zumindest einer nicht-elastischen Folienschicht sowie ein Verfahren zur Aktivierung sind aus EP 0 521 883 B1 bekannt. Bei einem herkömmlichen Aktivieren durch ein Ringrollen wird die zumindest eine nicht-elastische Folienschicht überdehnt und/oder teilweise aufgerissen, so dass das Material zumindest teilweise auch in den so aktivierten Bereichen verbleibt und die Dehnungseigenschaften weiterhin in einem gewissen Maße beeinflussen kann. Insbesondere kann sich nach einem Überdehnen der nicht-elastischen Folienschicht und einer elastischen Rückstellung aufgrund der elastischen Schicht eine mikrotexturierte Oberfläche mit einer welligen oder auch schruppigen Struktur bilden. Wenn die nicht-elastische Folienschicht bereichsweise aufreißt, sind dagegen auch entsprechende Bruchstücke noch an der Oberfläche vorhanden.
Davon ausgehend ist gemäß der EP 0 521 883 B1 vorgesehen, die zumindest eine nicht-elastische Deckschicht bereichsweise weiter zu schwächen, wozu beispielsweise Mikrorisse mit einer Corona-Behandlung gebildet werden können. Die zuvor beschriebenen Nachteile sind jedoch weiterhin vorhanden.
Aus der EP 1 930 158 B1 sowie der US 2008/305298 A1 ist es bekannt, bei einem Laminat aus einer elastischen Folie und Deckschichten aus Nonwoven das Nonwoven durch Laserschneiden aufzutrennen, wobei die darunter liegende elastische Folie nicht zerstört wird. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass durch das Auftrennen des Nonwovens eine sehr ungleichmäßige und uneinheitliche Oberflächenstruktur resultiert, wobei auch ein durchgehend weicher, textiler Charakter des Laminates verloren geht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Insbesondere sollen eine Coextrusionsfolie mit Bereichen unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit angegeben werden, welche besonders vorteilhafte elastische Eigenschaften aufweist und im hohen Maße an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie angegeben werden.
Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind ein Verfahren zur Herstellung einer Folie gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Coextrusionsfolie mit Bereichen unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit gemäß Patentanspruch 9.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung einer Folie mit Bereichen unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit, wobei eine Coextrusionsfolie mit einer elastischen Folienschicht und zumindest einer ersten nicht-elastischen Folienschicht bereitgestellt wird und wobei lediglich abschnittsweise zur Bildung von Bereichen mit einer leichten Dehnbarkeit mit Laserstrahlung die erste nicht-elastische Folienschicht zumindest teilweise zerstört, insbesondere entfernt wird. Hierbei bedeutet „nicht-elastisch“, dass diese Folienschicht zumindest eine geringere Elastizität als die elastische Folienschicht aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die nicht-elastische Folienschicht nicht nur teilweise zerstört, sondern an den Bereichen mit einer vergleichsweise leichten Dehnbarkeit vollständig entfernt. Wenn die elastische Folienschicht dann unmittelbar an die erste nicht-elastische Folienschicht angrenzt, wird die elastische Folienschicht freigelegt, so dass dort die Dehnbarkeit der Coextrusionsfolie nicht mehr von Resten oder Bruchstücken der ersten nicht-elastischen Folienschicht beeinträchtigt werden kann.
Wenn bei einem zumindest dreischichtigen Aufbau die elastische Folienschicht zwischen der ersten nicht-elastischen Folienschicht und einer zweiten nicht-elastischen Folienschicht als Kernschicht bereitgestellt wird, werden zweckmäßigerweise auch beide nicht-elastische Folienschichten zur Bildung der Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit zumindest teilweise zerstört und vorzugsweise entfernt, insbesondere vollständig entfernt.
Bei einem zweischichtigen Aufbau der Coextrusionsfolie ist diese vollständig aus der elastischen Folienschicht und der ersten nicht-elastischen Folienschicht gebildet. Bei einem dreischichtigen Aufbau kann – wie zuvor beschrieben – die elastische Folienschicht als Kernschicht zwischen der ersten nicht-elastischen Folienschicht und der zweiten nicht-elastischen Folienschicht als Deckschicht angeordnet sein, wobei dann insbesondere auch ein symmetrischer Schichtaufbau der Form A/B/A in Betracht kommt.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen der ersten nicht-elastischen Folienschicht als Deckschicht und der elastischen Folienschicht eine Zwischenschicht bereitgestellt werden, welche vorzugweise nicht durch Laserstrahlung zerstört wird. Es ergibt sich dann beispielsweise ein Schichtaufbau A/C/B oder A/C/B/C/A mit C als Zwischenschicht.
Die Zwischenschicht ist zweckmäßigerweise sehr dünn und kann in den leicht dehnbaren Bereichen leicht zerrissen oder gedehnt werden. Die Zwischenschicht kann beispielsweise dazu genutzt werden, um die elastische Folienschicht während der Laserbehandlung vor der Laserstrahlung zu schützen und/oder um noch bei einer Verarbeitung der bereits mit Laserstrahlung modifizierten Folie Zugkräfte aufnehmen zu können. Auch kann die Zwischenschicht einen zu großen Wärmeeintrag aus der Außenschicht in die darunterliegende elastische Folienschicht verhindern.
Beispielsweise kann die Zwischenschicht ein auf die Laserstrahlung abgestimmtes Pigment aufweisen, welche die Laserstrahlung reflektiert und/oder zumindest im geringen Maße absorbiert und so die darunterliegende elastische Folienschicht schützt. Bei einem Laser im sichtbaren Wellenlängenbereich kann dazu beispielsweise ein Weißpigment wie Titandioxid vorgesehen sein.
Im Rahmen der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Laserstrahlung geometrisch weitgehend variabel auf die Coextrusionsfolie gebracht werden kann. So ist es ohne weiteres möglich, Laserstrahlung aufzufächern oder in vorgegebenen nicht gerade verlaufenden Bahnen über eine Oberfläche zu führen. Die durch das zumindest teilweise Zerstören der zumindest einen nicht-elastischen Folienschicht erzeugten Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit können als nahezu beliebige Formen aufweisen.
Beispielsweise ist es möglich, dass die Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit in Form von gerade, wellenförmig, gebogen oder abgewinkelt entlang einer ersten Richtung verlaufenden Streifen gebildet werden. Insbesondere können die Streifen mit einem geraden, wellenförmigen oder zickzack-förmigen Verlauf derart gebildet werden, dass senkrecht zu der ersten Richtung in einer zweiten Richtung die Breite der Streifen zwischen 10 µm und 500 µm, insbesondere zwischen 20 µm und 250 µm sowie der Abstand benachbarter Streifen von Streifenmitte zu Streifenmitte zwischen 0,1 mm und 20 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 10 mm betragen. Durch die beschriebene Streifenstruktur können insgesamt gleichmäßige elastische Dehnungseigenschaften der Coextrusionsfolie mit leicht dehnbaren Bereichen und schlecht dehnbaren Bereichen gewährleistet werden.
Die Coextrusionsfolie wird vorzugsweise als Folienbahn in einer Produktionsrichtung geführt, wobei dann die Streifen zweckmäßigerweise entlang der Produktionsrichtung verlaufen. Wenn abgesehen von einer Wellen- oder Zickzack-Form eine gleichmäßige Verteilung der leicht dehnbaren Bereiche und der schlecht dehnbaren Bereiche vorliegt, kann die Laserstrahlung besonders leicht in einer periodisch wiederkehrenden Bewegung (beispielsweise Schwenkbewegung in einer Querrichtung) über die Oberfläche bewegt werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es aber durch den Einsatz zumindest eines Lasers auch besonders leicht möglich, die Form und/oder den Flächenanteil der Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit zu verändern. Insbesondere können sich die Form und/oder der Flächenanteil der Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit bei einer als Folienbahn zugeführten Coextrusionsfolie entlang der Produktionsrichtung und/oder senkrecht dazu in einer Querrichtung ändern. Bezogen auf die Form von Verschlussbändern oder dergleichen können im Rahmen der Erfindung optimale Dehnungseigenschaften erzielt werden.
Bei einem nicht rechteckigen Zuschnitt kann beispielsweise eine optimale Form der leicht dehnbaren Bereiche durch eine Simulation bestimmt werden. Wenn beispielsweise an einem mit der Coextrusionsfolie gebildeten Verschlussband einer Windel bei der Benutzung Zugkräfte auftreten, können entweder durch eine Simulation oder durch orientierende Versuche Bereiche mit einer hohen Belastung und Bereiche mit einer niedrigen Belastung identifiziert werden, wobei durch eine gezielte Reduzierung der Dehnbarkeit in den hochbelasteten Bereichen und eine verbesserte Dehnbarkeit in den weniger belasteten Bereichen besonders gleichmäßige Eigenschaften erreicht werden können.
Auch bei einem nicht genau gerade verlaufenden Schlusselement kann durch einen bogenförmigen Verlauf der durch Laserstrahlung gebildeten Bereiche mit leichter Dehnbarkeit eine optimale Anpassung an die Geometrie erfolgen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Coextrusionsfolie, die durch das zuvor beschriebene Verfahren erhältlich ist. Die Coextrusionsfolie weist Bereiche mit unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit auf und umfasst eine elastische Folienschicht und zumindest eine nicht-elastische Folienschicht, wobei in Bereichen mit einer leichten Dehnbarkeit die erste nicht-elastische Folienschicht zumindest teilweise zerstört ist.
Erfindungsgemäß ist die erste nicht-elastische Folienschicht in den Bereichen mit einer leichten Dehnbarkeit zumindest teilweise mit Laserstrahlung entfernt. Durch die Laserstrahlung kann das Material der ersten nicht-elastischen Folienschicht aufgeschmolzen und nachfolgend verdampft, verbrannt oder verdrängt werden. Das Material der nicht-elastischen Folienschicht wird also durch den Laser vorzugsweise entfernt und kann somit die elastische Dehnung der darunter liegenden elastischen Folienschicht nicht mehr beeinträchtigen.
Das Entfernen der ersten nicht-elastischen Folienschicht und gegebenenfalls auch einer weiteren nicht-elastischen Folienschicht an der gegenüberliegenden Seite der elastischen Folienschicht erfolgt vorzugsweise genau bis zur Schichtgrenze zwischen den Folienschichten, so dass dann die elastische Folienschicht unversehrt bleibt. Bei einer Aktivierung gemäß dem Stand der Technik durch ineinander greifende Ringrollen besteht dagegen stets die Gefahr, dass auch die elastische Folienschicht durch die mechanische Beanspruchung mit geschädigt wird.
Im Rahmen der Erfindung ist darauf zu achten, dass mit der Laserstrahlung die erste nicht-elastische Folienschicht und gegebenenfalls auch die zweite nicht-elastische Folienschicht teilweise zerstört und vorzugsweise entfernt wird, ohne dass die elastische Folienschicht beschädigt wird. Es muss also eine Anpassung der jeweiligen Materialien und der Wellenlänge der Laserstrahlung erfolgen. Wie bereits zuvor beschrieben, kann auch eine Zwischenschicht als Schutz der elastischen Folienschicht vorgesehen sein.
Die Laserstrahlung kann beispielsweise mit einem CO₂-Laser oder Festkörperlaser erzeugt werden. Zu den verbreiteten Festkörperlasern zählen Faserlaser, bei denen ein dotierter Kern einer Glasfaser das aktive Medium darstellt, wobei der Faserlaser auch die Eigenschaften eines Lichtwellenleiters aufweist. Ein weiterer in der Praxis häufig genutzter Festkörperlaser ist der Nd:YAG-Laser. Während der Kohlendioxidlaser (CO₂-Laser) Strahlung im mittleren Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 9,4 µm bis 10,6 µm emittiert, emittieren die üblichen Festkörperlaser einschließlich der genannten Faserlaser und Nd:YAG-Laser Strahlung im nahen Infrarotbereich, insbesondere bei einer Wellenlänge von 1064 nm. Als naher Infrarotbereich wird in der Praxis der Wellenlängenbereich von 870 nm bis 3 µm bezeichnet, wobei für die beschriebenen Festkörperlaser im besonderen Maße der Spektralbereich IR-A mit einer Wellenlänge von 780 nm bis 1,4 µm relevant ist.
Um eine möglichst selektive Absorption der Energie der Laserstrahlung zu erreichen, kann die erste nicht-elastische Folienschicht und gegebenenfalls auch eine zweite nicht-elastische Folienschicht laserabsorbierende Zusatzstoffe aufweisen, die in der Praxis auch als Laseradditive bezeichnet werden.
Als Laseradditive kommen verschiedene Silikate und Mischsilikate in Betracht. Als Mischsilikate kommen beispielsweise Kaolin (Al₄[(OH)₈Si₄O₁₀)]), Lepidolith (Al-K-Li-F-Silikat), Porphyr (Al-K-Fe-Silikat) und Phonolith (Al-K-Na-Ca-Fe-Silikat) in Betracht. Weitere geeignete Laseradditive sind Glimmer, Serizit, Talkum, Kieselgel oder auch anorganische Pigmente, wie beispielsweise Zinkphosphat. In Betracht kommen schließlich auch Calciumchromat oder polymere Stoffe wie beispielsweise hochmolekulares Poly(ethylenglykol), Polysaccharide, Poly(dimethylsiloxan), Polyacetale wie Poly(oxymethylen), Polycarbonat und Polyethylenterephthalat.
Die nicht-elastische Folienschicht weist üblicherweise eine geringe, insbesondere eine deutlich geringere Dicke als die elastische Folienschicht auf. Die Dicke der nicht-elastischen Folienschicht beträgt bevorzugt zwischen 1 µm und 15 µm. Die Dicke der elastischen Folienschicht liegt dagegen typischerweise zwischen 10 µm und 150 µm, wobei das Dickenverhältnis der ersten nicht-elastischen Folienschicht zu der elastischen Folienschicht vorzugsweise kleiner als 1:10 ist.
Als Material für die elastische Folienschicht kommen insbesondere Styrol-Block-Copolymere sowie thermoplastisches Polyolefin-Elastomer in Betracht. Thermoplastische Polyolefin-Elastomere – die beispielsweise unter dem Handelsnamen Infuse oder Versify der Firma Dow Chemical oder unter der Bezeichnung Vistamaxx der Firma Exxon verfügbar sind – weisen zwar häufig eine geringe Elastizität als Styrol-Block-Copolymere auf, jedoch ist die Polarität geringer, wodurch sich bei den typischen Wellenlängenbereichen der Laserstrahlung auch eine geringe Absorption ergibt. Vor diesem Hintergrund ergeben sich für thermoplastische Polyolefin-Elastomere also Vorteile, da im Rahmen der Erfindung die elastische Folienschicht nicht durch die Laserstrahlung beschädigt werden soll.
Styrol-Block-Copolymere wie SBS, SIS, SEBS und SEPS können mit Polystyrol (PS) und einem Weichmacher abgemischt werden. Aufgrund der starken Polarität von Polystyrol sowie Styrol-Block-Copolymer ist es dann in der Regel zweckmäßig, in der zumindest einen nicht-elastischen Folienschicht Laseradditive einzusetzen, um dort eine ausreichend hohe Absorption zu gewährleisten.
Die erste nicht-elastische Folienschicht kann als Hauptbestandteil, also mit einem Gewichtsanteil von mehr als 50 Gew.-%, Polyolefin oder ein Polyolefingemisch enthalten. Geeignet sind beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Mischungen dieser beiden Polyolefine. Des Weiteren ist es auch möglich, Polyolefin mit einem polaren Polymer wie Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polystyrol (PS) zu mischen. Zusätzlich oder alternativ kann Polyolefin auch, wie zuvor beschrieben, mit einem Laseradditiv versetzt werden.
Da im Rahmen der Erfindung mittels Laserstrahlung zumindest die erste nicht-elastische Folienschicht teilweise zerstört oder vorzugsweise vollständig entfernt wird, können die Bereiche mit einer leichten Dehnbarkeit mit einer hohen Elastizität ausgestattet werden. Insbesondere wenn die erste nicht-elastische Folienschicht und gegebenenfalls auch die zweite nicht-elastische Folienschicht bereichsweise vollständig entfernt werden, ist das Dehnungsverhalten der elastischen Folienschicht nicht beeinträchtigt, wodurch sich bei einer Dehnung auch eine geringe bleibende Verformung ergibt.
Die für eine Dehnung erforderlichen Kräfte können im Rahmen der Erfindung gut eingestellt und wenn gewünscht gegenüber bekannten Ausgestaltungen nach dem Stand der Technik abgesenkt werden. Auch der Verlauf des Weg-Kraft-Diagramms kann im Rahmen der Erfindung beeinflusst werden, wodurch auch ein besonders gleichmäßiges, „weiches“ Dehnungsverhalten ermöglicht wird.
Wie bereits zuvor beschrieben, kann durch den Laser auch sehr frei eine geometrische Optimierung eines Zuschnitts der Coextrusionsfolie erfolgen.
Die erfindungsgemäße Coextrusionsfolie wird zweckmäßigerweise an zumindest einer Seite mit einer Deckschicht aus Nonwoven kaschiert. Die zumindest teilweise Zerstörung der ersten nicht-elastischen Folienschicht kann dabei vor einer Kaschierung mit dem Nonwoven oder auch nach der Kaschierung mit dem Nonwoven erfolgen, wenn das Nonwoven selbst die Laserstrahlung nicht oder zumindest nicht so stark absorbiert. Bei einer Kaschierung nach der Aktivierung kann die Coextrusionsfolie bei der Verbindung mit zumindest einer Nonwovenschicht auch gedehnt sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 und 2 aktivierte Coextrusionsfolien gemäß dem Stand der Technik,
3 bis 6 verschiedene Ausgestaltungen von erfindungsgemäßen aktivierten Coextrusionsfolien,
7A bis 7C einen Zuschnitt der aktivierten Coextrusionsfolie.
Die 1 und 2 zeigen eine Coextrusionsfolie mit einer elastischen Folienschicht 1, einer ersten nicht-elastischen Folienschicht 2 und einer zweiten nicht-elastischen Folienschicht 3, wobei die elastische Folienschicht 1 als Kernschicht zwischen den beiden nicht-elastischen Folien 2, 3 angeordnet ist, welche gegenüberliegende Außenschichten bilden.
Um der gesamten Coextrusionsfolie eine Dehnbarkeit zu verleihen, ist gemäß dem Stand der Technik eine Aktivierung durch ein Dehnen der Coextrusionsfolie vorgesehen, wodurch die beiden nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 überdehnt werden. Nach einem Wegfall der Dehnungskraft verbleiben auf der elastischen Folienschicht 1 in der Regel entweder Bruchstücke der nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 (1) oder die nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 sind bereichsweise durch die Dehnung ausgedünnt (2).
Auch wenn die Coextrusionsfolie nach einer solchen Aktivierung zumindest bis zu der zuvor erreichten Streckgrenze dehnbar ist, wird das Dehnungsverhalten durch die noch verbleibenden Anteile der nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 beeinträchtigt.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass bei einem zumindest zweischichtigen Aufbau der Coextrusionsfolie mit der elastischen Folienschicht 1 und der ersten nicht-elastischen Folienschicht 2 die erste nicht-elastische Folienschicht 2 zumindest teilweise mit Laserstrahlung zerstört wird. Insbesondere wird die Laserstrahlung derart eingesetzt, dass die erste nicht-elastische Folienschicht zur Bildung von Bereichen 10 mit einer vergleichsweise leichten Dehnbarkeit entfernt wird.
So zeigt die 3 eine dreischichtige Ausgestaltung einer Coextrusionsfolie, wobei die erste und die zweite nicht-elastische Folienschicht 2, 3 mit einer Dicke zwischen 1 µm bis 15 µm auf der Basis von Polyolefin gebildet sind. Das Polyolefin, insbesondere PE, PP oder eine Mischung von PE und PP, können mit einem polaren Polymer wie EVA oder PS, Talkum oder einem sonstigen Laseradditiv abgemischt sein. Die elastische Folienschicht ist dagegen beispielsweise aus Styrol-Block-Copolymer, einem Weichmacher und Polystyrol oder auch thermoplastischem Polyolefin-Elastomer (TPE-O) gebildet. Mittels Laserstrahlung sind die erste und die zweite nicht-elastischen Folienschicht 2, 3 bereichsweise vollständig entfernt, um einen Bereich 10 mit einer leichten Dehnbarkeit zu bilden, während die seitlich angrenzenden Bereiche 20 durch die dort noch vorhandenen nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 eine schlechte Dehnbarkeit aufweisen.
Das elastische Verhalten der elastischen Folienschicht 1 ist dort in keiner Weise beeinträchtigt.
Die 3 und 4 verdeutlichen in einer vergleichenden Betrachtung, dass die Ausdehnung der Bereiche 10 mit einer leichten Dehnbarkeit durch Laserstrahlung weitgehend frei variiert werden kann. Insbesondere kann die Coextrusionsfolie als Folienbahn zugeführt werden, wobei dann die erste und die zweite nicht-elastische Folienschicht 2, 3 in Form von Streifen entfernt werden, die entlang einer Produktionsrichtung der Folienbahn verlaufen. Die Streifen können dabei ohne weiteres gerade, wellenförmig oder zickzack-förmig sein. Die Breite der Streifen kann beispielsweise zwischen 10 µm und 500 µm betragen, wobei der Abstand der Streifen von Streifenmitte zu Streifenmitte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 20 mm liegt.
Die 5 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der ein fünfschichtiger Aufbau der Coextrusionsfolie vorgesehen ist, wobei auch hier eine symmetrische Schichtfolge vorgesehen ist. Wie bei den Ausgestaltungen gemäß der 3 und 4 bilden die erste nicht-elastische Folienschicht 2 und die zweite nicht-elastische Folienschicht 3 Außenschichten der Coextrusionsfolie, wobei auch die zuvor beschriebenen Schichtdicken und Materialien vorgesehen sein können. Zusätzlich ist aber zwischen jeder der beiden nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 und der elastischen Folienschicht 1 eine Zwischenschicht 4 vorhanden. Die Zwischenschicht 4 kann beispielsweise auf der Basis von Polyolefin gebildet sein und eine Dicke zwischen 1 µm und 5 µm aufweisen. Die Zwischenschicht wird durch die Laserstrahlung nicht zerstört und enthält keine Laseradditive oder polare Polymer-Komponenten. Durch die Zwischenschicht 4 können bei der Verarbeitung der Coextrusionsfolie noch gewisse Zugkräfte aufgenommen werden, wobei auch die elastische Folienschicht 1 bei der Behandlung mit der Laserstrahlung auch in einem gewissen Maße geschützt werden kann. So ist es auch möglich, dass die Zwischenschicht 4 einen das Laserlicht reflektierenden und/oder leicht absorbierenden Zusatzstoff enthält, wodurch dann bei der Beaufschlagung der Coextrusionsfolie durch Laserstrahlung von beiden Seiten die elastische Folienschicht geschützt wird.
Sofern die elastische Folienschicht 1 die Laserstrahlung nicht oder nur zu einem sehr geringen Anteil absorbiert, können die in den 3 und 4 dargestellten Strukturen gegebenenfalls auch durch die Beaufschlagung der Laserstrahlung von lediglich einer Seite erreicht werden.
Die 6 zeigt, dass die Coextrusionsfolie in der einfachsten Ausgestaltung lediglich zwei Schichten aufweist und aus der elastischen Folienschicht 1 und der ersten nicht-elastischen Folienschicht 2 gebildet ist.
Die 7A zeigt exemplarisch einen Zuschnitt der Coextrusionsfolie mit schräg bzw. gekrümmt verlaufenden Rändern. Der Zuschnitt der Coextrusionsfolie kann Bestandteil eines Laminates mit Deckschichten aus Nonwoven sein, die zum Zwecke der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.
Der Zuschnitt kann beispielsweise mit einem ersten Ende 5 an einem Windelkörper befestigt sein und an einem zweiten Ende 6 mit einem Verschlusselement in Form eines Hakenbandes oder dergleichen verbunden sein.
Der dargestellte Zuschnitt verjüngt sich von dem ersten Ende 5 in Richtung des zweiten Endes 6. Um ein gleichmäßiges Dehnungsverhalten und eine große Belastbarkeit zu erreichen, wird die Form, Dichte und Anordnung der Bereiche 10 mit einer vergleichsweise leichten Dehnbarkeit und der dazwischen angeordneten Bereiche 20 mit einer schlechten Dehnbarkeit variiert.
Die 7B zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A der 7A. Es ist zu erkennen, dass an den Bereichen 10 mit einer vergleichsweise leichten Dehnbarkeit die beiden nicht-elastischen Folienschichten 2, 3 entfernt sind.
Die Bereiche 10 mit einer vergleichsweise leichten Dehnbarkeit verlaufen in Form von Streifen, die aber zur geometrischen Anpassung an die Form des Zuschnittes der Coextrusionsfolie eine unterschiedliche Ausrichtung, eine unterschiedliche Krümmung, eine unterschiedliche Breite sowie untereinander einen unterschiedlichen Abstand zwischen benachbarten Streifen aufweisen.
An dem ersten Ende 5 und an dem zweiten Ende 6 sind Bereiche 20 mit einer schlechten Dehnbarkeit gebildet, um dort einen guten Anschluss an einen Windelkörper bzw. an ein Hakenmaterial oder dergleichen zu ermöglichen. Ausgehend von dem ersten Ende 5 sind mehrere relativ große Bereiche 10 mit einer leichten Dehnbarkeit vorgesehen.
Da sich der Zuschnitt in Richtung des zweiten Endes 6 verjüngt, nimmt der Flächenanteil der Bereiche 10 mit einer leichten Dehnbarkeit dort ab, um eine Überlastung des Materials bei der Einwirkung von Zugkräften zu vermeiden.
Die 7C zeigt schließlich den gedehnten Zuschnitt gemäß der 7A.
Die Aufteilung der Bereiche 10 mit einer leichten Dehnbarkeit sowie der angrenzenden Bereiche 20 mit einer schlechten Dehnbarkeit ist in den 7A bis 7C lediglich exemplarisch und schematisch dargestellt, wobei insbesondere das Verhältnis der Streifenbreite zu dem Abstand benachbarter Streifen nicht maßstabsgerecht dargestellt ist. In der Praxis kann es zweckmäßig sein, eine größere Anzahl von Bereichen 10 mit einer leichten Dehnbarkeit bereitzustellen, um im Mittel gleichmäßige Dehnungseigenschaften des dargestellten Zuschnittes zu erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0521883 B1 [0010, 0011]
EP 1930158 B1 [0012]
US 2008/305298 A1 [0012]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Folie mit Bereichen (10, 20) unterschiedlicher Dehnbarkeit, wobei eine Coextrusionsfolie mit einer elastischen Folienschicht (1) und zumindest einer ersten nicht-elastischen Folienschicht (2 bereitgestellt wird, wobei lediglich abschnittsweise zur Bildung von Bereichen (10) mit einer leichten Dehnbarkeit mit Laserstrahlung die erste nicht-elastische Folienschicht (2) zumindest teilweise zerstört wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Coextrusionsfolie mit der zumindest einen ersten nicht-elastischen Folienschicht (2) als Deckschicht bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zwischen der Deckschicht und der elastischen Folienschicht (1) eine Zwischenschicht (4) bereitgestellt wird, die durch die Laserstrahlung nicht zerstört wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste nicht-elastische Folienschicht (2) an den Bereichen (10) mit einer leichteren Dehnbarkeit vollständig entfernt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Coextrusionsfolie mit der elastischen Folienschicht (1) zwischen der ersten nicht-elastischen Folienschicht (2) und einer zweiten nicht-elastischen Folienschicht (3) bereitgestellt wird und wobei beide nicht-elastische Folienschichten (2, 3) Deckschichten der Coextrusionsfolie bilden und zur Bildung der Bereiche (10) mit einer leichten Dehnbarkeit abschnittsweise zumindest teilweise mit Laserstrahlung zerstört, vorzugsweise vollständig entfernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bereiche (10) mit einer leichten Dehnbarkeit in Form von gerade, wellenförmig, gebogen oder abgewinkelt verlaufenden Streifen gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Streifen in einer ersten Richtung mit einem geraden, wellenförmigen oder zickzack-förmigen Verlauf derart gebildet werden, dass senkrecht zu der ersten Richtung in einer zweiten Richtung die Breite der Streifen zwischen 10 µm und 500 µm sowie der Abstand benachbarter Streifen von Streifenmitte zu Streifenmitte zwischen 0,1 mm und 20 mm betragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Coextrusionsfolie als Folienbahn in einer Produktionsrichtung geführt wird, wobei sich die Form und/ oder der Flächenanteil der Bereiche (10) mit einer leichteren Dehnbarkeit entlang der Produktionsrichtung und/oder senkrecht dazu in einer Querrichtung ändern.
Coextrusionsfolie mit Bereichen (10, 20) unterschiedlicher elastischer Dehnbarkeit, mit einer elastischen Folienschicht (1) und zumindest einer ersten nicht-elastischen Folienschicht (2), wobei in Bereichen (10) mit einer leichten Dehnbarkeit die erste nicht-elastische Folienschicht (2) zumindest teilweise zerstört ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nicht-elastische Folienschicht (2) in den Bereichen (10) mit einer leichten Dehnbarkeit zumindest teilweise mit Laserstrahlung entfernt ist.
Coextrusionsfolie nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nicht-elastische Folienschicht (2) laserabsorbierende Zusatzstoffe aufweist.
Coextrusionsfolie nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nicht-elastische Folienschicht (2) eine Dicke zwischen 1 µm und 15 µm aufweist.
Coextrusionsfolie nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (1) eine Dicke zwischen 10 µm und 150 µm aufweist.
Coextrusionsfolie nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (1) in einem zumindest dreischichtigen Aufbau als Kernschicht zwischen der ersten nicht-elastischen Folienschicht (2) und einer zweiten nicht-elastischen Folienschicht (3) als Außenschichten angeordnet ist.
Coextrusionsfolie nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen symmetrischen Schichtaufbau.
Coextrusionsfolie nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folienschicht (1) auf der Basis von thermoplastischem Polyolefin-Elastomer gebildet ist.
Coextrusionsfolie nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste nicht-elastische Folienschicht (2) als Hauptbestandteil Polyolefin oder ein Polyolefingemisch enthält.
Coextrusionsfolie nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen einer nicht-elastischen Folienschicht (2, 3) und der elastischen Folienschicht (1) eine Zwischenschicht (4) angeordnet ist, die durch Laserstrahlung nicht zerstört ist.