DE102021128122A1

DE102021128122A1 - Absorptionsartikel mit hybridvliesbahn

Info

Publication number: DE102021128122A1
Application number: DE102021128122.9A
Authority: DE
Inventors: Zhe Liu; Gueltekin Erdem; Lifeng Zhao
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-05-05
Also published as: CN114432045A; WO2022088058A1; US20220133553A1

Abstract

Absorptionsartikel, umfassend: eine Oberschicht; eine Unterschicht; und einen zwischen der Oberschicht und der Unterschicht liegenden Absorptionskern. Der Absorptionsartikel umfasst eine Vliesbahn, wobei die Vliesbahn eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist. Die Vliesbahn umfasst Thermoplastfasern und Cellulosefasern. Mindestens ein Teil der Thermoplastfasern ist auf der ersten Seite vorhanden und mindestens ein Teil der Cellulosefasern ist auf der zweiten Seite vorhanden. Die Vliesbahn weist ein Muster diskreter Klebverbindungsstellen auf, wobei das Muster diskreter Klebverbindungsstellen einen Faserfreilängenparameter, wie hierin definiert, mit einem Wert von weniger als 2,90 mm aufweist. Die zweite Seite der Vliesbahn bildet einen Teil einer Außenoberfläche des Absorptionsartikels.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Vliesbahnen, die sich zum Gebrauch in Absorptionsartikeln eignen, und Verfahren zum Bilden solcher Bahnen. Insbesondere betrifft sie einen Absorptionsartikel, der eine Vliesbahn einschließt, die sowohl Thermoplastfasern als auch Cellulosefasern umfasst. Solch eine Vliesbahn kann zum Gebrauch, insbesondere in der Oberschicht, Unterschicht oder dem Bund eines Absorptionsartikels, geeignet sein.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Absorptionsartikel, wie Windeln, Höschen, Inkontinenzeinlagen für Erwachsene, Damenbinden und Slipeinlagen, umfassen in der Regel eine Oberschicht und eine Unterschicht, wobei ein Absorptionskern zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist. Die Oberschicht und/oder Unterschicht (und wahlweise andere Schichten des Absorptionsartikels) können Vliesbahnen umfassen oder aus diesen bestehen.
Es ist wünschenswert, dass Vliesbahnen zum Gebrauch in Absorptionsartikeln in der Lage sind, den Verarbeitungsbedingungen in üblichen Weiterverarbeitungsverfahren, die bei der Herstellung der Absorptionsartikel verwendet werden, sowie üblichen Gebrauchsbedingungen standzuhalten.
Die Außenoberfläche einer Oberschicht ist zum Beispiel wünschenswerterweise weich, da sie mit der Haut des Trägers in Kontakt kommt. Die Außenoberfläche einer Unterschicht kann auch durch ein Vliesmaterial bereitgestellt werden. Dies kann dazu beitragen, die Wahrnehmung der Weichheit des Artikels zu verbessern. Es kann auch dazu beitragen, den Eindruck eines Artikels zu erzeugen, der dem Gewebe einer Unterwäsche ähnlicher ist (im Vergleich zu einem Artikel, der eine freiliegende Polymerfolie an der Außenoberfläche der Unterschicht aufweist). Dementsprechend ist ein Vlies zum Bereitstellen der Außenoberfläche einer Unterschicht wünschenswerterweise auch weich.
Es besteht ein Bedarf an Absorptionsartikeln, die verbesserte Vliesmaterialien enthalten, die robust gegenüber Weiterverarbeitungsverfahren sind, die bei der Herstellung von Absorptionsartikeln verwendet werden, sowie ausreichend robust gegenüber üblichen Gebrauchsbedingungen sind und selbst wirtschaftlich herzustellen sind, ohne die Funktionsleistung entweder des Vlieses oder des Absorptionsartikels als Ganzes bei Gebrauch zu beeinträchtigen.
Baumwolle bietet ein natürliches, hautfreundliches Material. Sie ist jedoch im Vergleich zu herkömmlichen synthetischen Materialien, die in Vliesbahnen verwendet werden, relativ teuer, und die Verfahren zu ihrer Formung zu einer Bahn können ebenfalls teuer sein.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es wäre wünschenswert, Baumwolle (oder andere Cellulosefasern - insbesondere natürliche Cellulosefasern) in einen Absorptionsartikel beizumischen; dabei wäre es jedoch wünschenswert, aus Kostengründen und aus Gründen der Umweltverträglichkeit ein möglichst geringes Basisgewicht an Cellulosefasern zu verwenden. Ein geringes Basisgewicht an Cellulosematerial kann besonders in einer Oberschicht wünschenswert sein, da ein Material mit geringem Basisgewicht einen Trockenheitsvorteil im Vergleich zu einem Material mit hohem Basisgewicht bereitstellen kann. In dem Material mit geringerem Basisgewicht kann weniger Flüssigkeit eingefangen werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Rücknässung der Haut verringert wird.
Eine Möglichkeit, eine Bahn mit einem geringem Basisgewicht an Cellulosefasern herzustellen, besteht darin, die Cellulosefasern mit Thermoplastfasern in einer Hybridvliesbahn zu kombinieren. Cellulosefasern mit einem relativ geringem Basisgewicht können auf einer vorgebundenen thermoplastischen Vliesbahn abgelegt werden, und die unterschiedlichen Fasern können unter Verwendung eines Spunlacing-Verfahrens (Wasserstrahlverfestigungsverfahren) verwickelt werden.
Bei geringen Basisgewichten kann jedoch immer noch ein Problem auftreten, da die Menge an Cellulosefaser möglicherweise nicht ausreicht, um eine starke Verwicklung zu unterstützen. Dieses Problem äußert sich in einer schlechten Abnutzungsbeständigkeit während des Gebrauchs - die Oberfläche des Vlieses neigt zur Bildung von Pillen oder Fusseln. Im Extremfall kann der Verlust der Integrität der Faserbahn ein Sicherheitsrisiko für junge Säuglinge darstellen.
Die Erfindung wird durch die Ansprüche definiert. Gemäß einem Gesichtspunkt wird ein Absorptionsartikel offenbart, umfassend:

eine Oberschicht;
eine Unterschicht; und
einen zwischen der Oberschicht und der Unterschicht liegenden Absorptionskern,
wobei der Absorptionsartikel eine Vliesbahn umfasst, wobei die Vliesbahn eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei die Vliesbahn Thermoplastfasern und Cellulosefasern umfasst,
wobei mindestens ein Teil der Thermoplastfasern auf der ersten Seite vorhanden ist und mindestens ein Teil der Cellulosefasern auf der zweiten Seite vorhanden ist,
wobei die Vliesbahn ein Muster diskreter Klebverbindungsstellen aufweist,
wobei das Muster diskreter Klebverbindungsstellen einen Faserfreilängenparameter, wie hierin definiert, mit einem Wert von weniger als 2,90 mm aufweist, und
wobei die zweite Seite der Vliesbahn einen Teil einer Außenoberfläche des Absorptionsartikels bildet.

Die Erfinder haben überraschenderweise herausgefunden, dass durch Aufbringen eines geeigneten Musters diskreter Klebverbindungsstellen auf die Vliesbahn die Abnutzungsbeständigkeit verbessert werden kann und Fusselbildung sogar bei relativ geringen Basisgewichten der Cellulosefaser verringert werden kann.
Die äußere Oberfläche (d. h. Außenoberfläche) kann eine körperseitige Oberfläche oder eine bekleidungsseitige Oberfläche sein. Der Absorptionsartikel kann insbesondere eine Windel oder ein Höschen sein.
Die diskreten Klebverbindungsstellen können thermische Klebverbindungsstellen sein. An den diskreten Klebverbindungsstellen können mindestens einige der Thermoplastfasern miteinander verschmolzen sein. An den diskreten Klebverbindungsstellen können mindestens auf einige der Thermoplastfasern auf mindestens einige der Cellulosefasern verschmolzen sein. An den Klebverbindungsstellen können verschmolzene Thermoplastfasern eine verschmolzene Masse aus Thermoplastmaterial bilden. Die geschmolzene Masse aus Thermoplastmaterial kann mindestens einige der Cellulosefasern umhüllen.
Das Muster diskreter Klebverbindungsstellen kann ein 2-D-Muster sein, das Klebverbindungsstellen umfasst, die in jeder von zwei orthogonalen Abmessungen voneinander beabstandet sind. Ein 1-D-Muster, wie ein Satz von Streifen, die in einer Abmessung voneinander beabstandet sind, sich jedoch ununterbrochen in einer orthogonalen Abmessung erstrecken, kann zu einem Vliesmaterial führen, das unerwünscht steif ist.
Die Oberschicht, die Unterschicht, der Absorptionskern oder eine andere Komponente des Absorptionsartikels (wie ein Bund) können die Vliesbahn umfassen.
Ein Großteil der Fasern, die auf der ersten Seite vorhanden sind, kann durch die Thermoplastfasern bereitgestellt sein. Ein Großteil der Fasern, die auf der zweiten Seite vorhanden sind, kann durch die Cellulosefasern bereitgestellt sein. Die Mehrheit wird durch die Anzahl der Fasern bestimmt. Dabei bedeutet „Mehrheit“ einen Anteil größer als 50 %.
Die diskreten Klebverbindungsstellen können in mindestens die erste Seite der Vliesbahn eingeprägt sein. In einigen Ausführungsformen können die Klebverbindungsstellen sowohl in die erste Seite als auch in die zweite Seite eingeprägt sein.
Die Vliesbahn kann eine Spunlace-Vliesbahn sein. Eine Spunlace-Vliesbahn kann auch als eine wasserstrahlverfestigte Vliesbahn bezeichnet werden.
Die Cellulosefasern können Baumwollfasern sein.
Die Cellulosefasern können eine mittlere Faserlänge von mindestens 20 mm aufweisen, wobei die mittlere Faserlänge nach Gewicht der Fasern nach dem hierin definierten Prüfverfahren bestimmt wird.
Unabhängig von, oder zusätzlich zu, einem der vorstehenden Merkmale können die Cellulosefasern eine mittlere Faserlänge von weniger als oder gleich 30 mm aufweisen, wobei die mittlere Faserlänge nach Gewicht der Fasern nach dem hierin definierten Prüfverfahren bestimmt wird.
Mehrere Baumwollarten können den mittleren Faserlängenbereich von 20 bis 30 mm erfüllen. Zum Beispiel können die Cellulosefasern US-, Australien- oder China-Xinjiang-Baumwollfasern sein.
Unabhängig von, oder zusätzlich zu, einem der vorstehenden Merkmale kann der Prozentsatz an Fasern, die kürzer als 12,7 mm sind, weniger als 35 Gew.-% der Fasern betragen, gemessen nach dem entsprechenden hierin definierten Prüfverfahren.
Die Vliesbahn kann ein Basisgewicht im Bereich 25-70 g/m² aufweisen. Wahlweise weist die Vliesbahn ein Basisgewicht im Bereich 30-50 g/m² auf.
Die Cellulosefasern können in der Vliesbahn mit einem Basisgewicht im Bereich 10-50 g/m² vorliegen. Für eine Probe einer Vliesbahn, die einem fertigen Artikel entnommen wurde, kann das Basisgewicht der Cellulosefasern durch thermogravimetrische Analyse (TGA) bestimmt werden. Der Gewichtsanteil der Cellulosefasern nach Gewicht an der Bahn kann durch TGA bestimmt werden. Der resultierende Wert kann mit dem Gesamtbasisgewicht der Bahn multipliziert werden, um das Basisgewicht der Cellulosefasern zu berechnen. Wahlweise liegen die Cellulosefasern in der Vliesbahn mit einem Basisgewicht im Bereich 10-25 g/m² vor.
Die Thermoplastfasern können Mehrkomponentenfasern sein, die eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfassen, wobei die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist und sich der erste Schmelzpunkt von dem zweiten Schmelzpunkt unterscheidet. Für eine Probe einer Vliesbahn, die einem fertigen Artikel entnommen wurde, kann das Vorhandensein von Mehrkomponentenfasern, mit Komponenten, die unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen, durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) festgestellt werden.
Wahlweise sind die Mehrkomponentenfasern Bikomponentenfasern. Die Bikomponentenfasern können eine Kern-Fasermantel-Struktur aufweisen, wobei eine Komponente den Kern und eine andere Komponente den Fasermantel bildet. Die den Fasermantel bildende Komponente weist vorzugsweise den niedrigeren Schmelzpunkt auf.
Die erste Komponente kann Polyethylen sein. Die zweite Komponente kann Polyethylenterephthalat (PET) sein. In anderen Beispielen kann die erste Komponente ein Copolymer von Polyethylenterephthalat (co-PET) sein, und die zweite Komponente kann PET sein. Andere geeignete Kombinationen der ersten/zweiten Komponente schließen ein: Polyethylen (PE)/Polypropylen (PP); und PP/PET.
Das Muster kann ein regelmäßiges Muster basierend auf einer primitiven Zelle sein, die sich gleichmäßig über die Vliesbahn wiederholt. Die primitive Zelle kann durch vier Gitterpunkte definiert sein, wobei sich jeder Gitterpunkt im Mittelpunkt eines jeweiligen der diskreten Klebverbindungsstellen befindet. In diesem Fall wird das Muster also durch das Gitter definiert, wobei ein Gitterpunkt im Mittelpunkt jeder diskreten Klebverbindungsstelle liegt. Die primitive Zelle kann ein Parallelogramm, ein Rechteck, ein Quadrat oder ein Rhombus sein.
Die Fläche jeder diskreten Klebverbindungsstelle kann weniger als 10 mm², wahlweise weniger als 9 mm², wahlweise weniger als 5 mm² oder weniger als 3 mm² betragen. Unabhängig von, oder zusätzlich zu, einer der vorstehenden Einschränkungen kann die Fläche jeder diskreten Klebverbindungsstelle größer als 0,5 mm² oder größer als 2 mm² sein.
Die diskreten Klebverbindungsstellen können mindestens eine oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehreren der Folgenden aufweisen: identische Größe; identische Form; und identische Ausrichtung.
Die Gesamtfläche der diskreten Klebverbindungsstellen als ein Anteil der Gesamtfläche der Vliesbahn kann im Bereich von 5 % bis 50 %, wahlweise 5 % bis 40 % liegen. Ferner kann wahlweise die Gesamtfläche der diskreten Klebverbindungsstellen als ein Anteil der Gesamtfläche der Vliesbahn im Bereich von 8 % bis 40 % oder 20 % bis 40 % liegen.
Die Vliesbahn kann mindestens einen Teil der Oberschicht bilden, und die zweite Seite der Vliesbahn kann eine körperseitige Oberfläche des Absorptionsartikels bilden.
Die Vliesbahn kann mindestens einen Teil der Unterschicht bilden, und die zweite Seite der Vliesbahn kann eine bekleidungsseitige Oberfläche des Absorptionsartikels bilden.
Der Absorptionsartikel kann ferner einen Bund umfassen, wobei die Vliesbahn mindestens einen Teil des Bundes bildet.
Eine Konzentration der Thermoplastfasern an der ersten Seite kann höher sein als eine Konzentration der Cellulosefasern an der ersten Seite und/oder eine Konzentration der Thermoplastfasern an der zweiten Seite kann geringer sein als eine Konzentration der Cellulosefasern an der zweiten Seite. Diese Konzentrationen können unter Verwendung von TGA bestimmt werden.
Wahlweise umfasst die Vliesbahn Öffnungen.
Wahlweise umfasst die Vliesbahn Vorsprünge und/oder Ausnehmungen. Auf diese Weise kann die Vliesbahn mit einer dreidimensionalen Textur versehen sein.
Die Vliesbahn kann mit einem hydrophoben Material beschichtet sein. Die Fasern der fertigen Vliesbahn können mit einer hydrophoben Substanz beschichtet sein. Dies kann die Flüssigkeitshandhabungs- und/oder Rücknässungseigenschaften der Vliesbahn verbessern, wenn sie zum Beispiel als Oberschicht verwendet wird. Geeignete hydrophobe Materialien können ein Triglycerid, Diglycerid, Monoglycerid, Kohlenwasserstoff oder einen Wachsester einschließen.
Es versteht sich, dass alle vorstehend und in den Ansprüchen offenbarten Merkmale, Werte und Bereiche in jeder Kombination kombiniert vorgesehen sind. Dies gilt unabhängig davon, ob die Merkmale in demselben Satz/Anspruch/Absatz oder in verschiedenen Ansprüchen/Sätzen/Absätzen aufgeführt sind. Zum Beispiel versteht es sich, dass im Fall eines ersten Anspruchs auf einen Bereich A, wahlweise einen engeren Bereich B, wahlweise einen noch engeren Bereich C, für ein erstes Merkmal, und eines zweiten Anspruchs auf einen Bereich P, wahlweise einen engeren Bereich Q, wahlweise einen noch engeren Bereich R, für ein zweites Merkmal alle Kombinationen von {A oder B oder C} mit {P oder Q oder R} offenbart sind. Mit anderen Worten führen die zwei Ansprüche in diesem Beispiel zu einer Offenbarung von neun Kombinationen von Bereichen für das erste Merkmal und das zweite Merkmal. Alle diese Kombinationen sind als offenbart zu verstehen.
Figurenliste
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine schematische Zeichnung ist, die ein Durchluft-Bindungsverfahren veranschaulicht;
2 eine Mikrografik ist, die eine Querschnittsansicht von zwei benachbarten Klebverbindungsstellen zeigt;
3 eine Mikrografik ist, die eine weitere Querschnittsansicht von zwei benachbarten Klebverbindungsstellen zeigt;
4 eine Mikrografik ist, die eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Klebverbindungsstelle zeigt;
5 eine Mikrografik ist, die eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Klebverbindungsstelle zeigt;
6 eine Mikrografik ist, die eine Querschnittsansicht einer weiteren Klebverbindungsstelle zeigt;
7 ein Rasterelektronenmikroskopbild einer Klebverbindungsstelle in einer Querschnittsansicht ist;
8 ein Rasterelektronenmikroskopbild einer Klebverbindungsstelle in Draufsicht ist;
9 eine Mikrografik ist, die mehrere kreisförmige Klebverbindungsstellen zeigt;
10A-H Beispiele verschiedener Muster von Klebverbindungsstellen zeigen;
11 eine schematische Draufsicht einer Windel ist;
12 eine schematische Querschnittsansicht der Windel von 11, entlang der Linie 2- 2, ist;
13A eine schematische graphische Darstellung ist, die einen Teil eines Musters von Klebverbindungsstellen zeigt und die Berechnung eines Faserfreilängenparameters veranschaulicht;
13B eine vergrößerte Version eines Teils des Musters in 13A ist;
13C einen nicht gebundenen Bereich in der primitiven Zelle von 13B zeigt;
14A ein Beispiel einer nicht primitiven Elementarzelle veranschaulicht;
14B primitive Elementarzellen veranschaulicht, die zwischen Klebverbindungsstellen gebildet sind, die nicht nächstgelegene Nachbarn sind; und
die 15A-C Beispiele verschiedener Fusselwerte nach dem hierin beschriebenen Prüfverfahren veranschaulichen.

Es sei darauf hingewiesen, dass diese Figuren schematisch und nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Relative Abmessungen und Proportionen von Teilen dieser Figuren wurden der Klarheit und Zweckmäßigkeit halber in den Zeichnungen übertrieben oder verkleinert dargestellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie hier verwendet, bezieht sich „Absorptionsartikel“ auf Vorrichtungen, die Körperausscheidungen absorbieren und enthalten, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, die am oder nahe am Körper des Trägers platziert sind, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und zu fassen. Absorptionsartikel können Windeln (Babywindeln und Windeln für Inkontinenz bei Erwachsenen), Höschen, Einlagen, Damenhygiene-Absorptionsartikel wie Damenbinden oder Slipeinlagen und dergleichen einschließen. Wie hier verwendet, schließt der Ausdruck „Ausscheidungen“, ohne darauf beschränkt zu sein, Urin, Blut, Vaginalausscheidungen, Schweiß und Fäkalien ein. Bevorzugte Absorptionsartikel der vorliegenden Erfindung sind Einwegabsorptionsartikel, mehr bevorzugt Einwegwindeln und Einweghöschen.
Wie hier verwendet, beziehen sich die Ausdrücke „autogen bindend“, „autogen gebunden“ und „autogene Bindung“ auf das Binden zwischen diskreten Fasern einer kardierten Vliesbahn unter Verwendung von Durchluftbindung. Die autogene Verbindung übt keinen festen Kontaktdruck aus, wie er für Punktverklebung oder Kalandrierungsverfahren angewendet wird, und erfolgt unabhängig von extern zugefügten, die Verklebung fördernden oder erleichternden Zusatzstoffen, wie Klebstoffen, Lösemitteln und dergleichen.
Wie hier verwendet, bezieht sich „Bikomponente“ auf Fasern, die einen Querschnitt aufweisen, der zwei diskrete Polymerkomponenten, zwei diskrete Mischungen aus Polymerkomponenten oder eine diskrete Polymerkomponente und eine diskrete Mischung aus Polymerkomponenten umfasst. „Bikomponentenfaser“ ist in dem Ausdruck „Mehrkomponentenfaser“ beinhaltet. Eine Bikomponentenfaser kann einen Gesamtquerschnitt aufweisen, der in zwei oder mehrere Unterabschnitte der verschiedenen Komponenten von beliebiger Form oder Anordnung unterteilt ist, einschließlich, zum Beispiel, konzentrischer Kern- und Fasermantel-Unterabschnitte, exzentrischer Kern/Fasermantel-Unterabschnitte, nebeneinanderliegender Unterabschnitte, radialer Unterabschnitte usw.
„Umfassen“, „umfassend“ und „umfasst“ sind offene Ausdrücke; jeder spezifiziert das Vorhandensein des Merkmals, das folgt, z. B. einer Komponente, schließt das Vorhandensein weiterer Merkmale, z. B. Elemente, Schritte, dem Stand der Technik bekannte oder hierin offenbarte Komponenten, aber nicht aus. Diese auf dem Verb „umfassen“ basierten Ausdrücke sollten als die engeren Ausdrücke „im Wesentlichen bestehend aus“, welcher jedes Element, jeden Schritt oder nicht erwähnten Inhaltsstoff ausschließt, welches/welcher die Weise, wie das Merkmal seine Funktion durchführt erheblich beeinflusst, und den Ausdruck „bestehend aus“, welcher jedes Element, jeden Schritt oder nicht spezifizierten Inhaltsstoff ausschließt, beinhaltend verstanden werden. Alle untenstehend beschriebenen bevorzugten oder exemplarischen Ausführungsformen schränken den Umfang der Ansprüche nicht ein, außer wenn dies zu tun ausdrücklich angegeben wird. Die Worte „üblicherweise“, „normalerweise“, „vorzugsweise“ und dergleichen qualifizieren ebenfalls Merkmale, welche nicht dazu bestimmt sind, den Schutzumfang der Ansprüche einzuschränken, außer wenn dies zu tun ausdrücklich angegeben ist.
Wie hier verwendet, ist der Ausdruck „Maschinenlaufrichtung“ (oder MD) die Richtung parallel zum Fluss eines Materials durch eine Fertigungsstraße. Wie hier verwendet, ist der Ausdruck „Maschinenquerrichtung“ (oder CD) die Richtung lotrecht zur Maschinenlaufrichtung (oder MD).
Wie hier verwendet, wird „Einweg-“ in seinem üblichen Sinn gebraucht und bedeutet einen Artikel, der nach einer begrenzten Anzahl von unterschiedlich langen Nutzungen, zum Beispiel nach weniger als 20 Nutzungen, weniger als 10 Nutzungen, weniger als 5 Nutzungen oder weniger als 2 Nutzungen, weggeworfen oder entsorgt wird. Wenn der Einweg-Absorptionsartikel eine Windel, ein Höschen, eine Damenbinde, eine Dameneinlage oder ein Feuchttuch für den persönlichen Hygienegebrauch ist, ist der Einweg-Absorptionsartikel am häufigsten dazu gedacht, nach einmaligem Gebrauch entsorgt zu werden.
Wie hier verwendet, bezieht sich „Windel“ und „Höschen“ auf einen Absorptionsartikel, der im Allgemeinen von Säuglingen, Kleinkindern und inkontinenten Personen über dem unteren Teil des Körpers getragen wird, dass er die Taille und die Beine des Trägers umschließt, und der speziell dafür konzipiert ist, Urin- und Fäkalienabfälle aufzunehmen und zu fassen. In einem Höschen, wie hier verwendet, sind die Längsränder des ersten und zweiten Taillenbereichs miteinander zu einer Vorform der Taillenöffnung und der Beinöffnungen verbunden. Ein Höschen wird auf dem Träger in Position durch Einführen der Beine des Trägers in die Beinöffnungen und Verschieben des höschenförmigen Absorptionsartikels um den unteren Teil des Körpers des Trägers in Position angeordnet. Ein Höschen kann durch jede beliebige geeignete Technik einschließlich, aber nicht beschränkt auf Aneinanderfügen von Abschnitten des Absorptionsartikels unter Verwendung von wiederverschließbaren und/oder nicht-wiederverschließbaren Bindungen vorgeformt werden (z. B. Falzen, Schweißen, Kleben, Klettverschluss, Verschluss usw.) vorgeformt werden. Ein Höschen kann beliebig entlang des Umfangs des Artikels (z. B. mit Seitenverschluss, mit vorderseitigem Taillenverschluss) vorgeformt sein. Bei einer Windel sind die Taillen- und Beinöffnungen nur ausgeformt, wenn die Windel an einem Träger durch (wieder lösbares) Anheften der Längsränder von dem ersten und dem zweiten Taillenbereich aneinander auf beiden Seiten durch ein geeignetes Befestigungssystem angelegt ist.
Wie hier verwendet, bezieht sich „Einkomponente“ auf eine Faser, die aus einer einzelnen Polymerkomponente oder einer einzigen Mischung aus Polymerkomponenten gebildet ist, im Unterschied zu Bikomponenten- oder Mehrkomponentenfasern.
Wie hier verwendet, bezieht sich „Mehrkomponente“ auf eine Faser, die einen Querschnitt aufweist, der zwei oder mehrere diskrete Polymerkomponenten, zwei oder mehrere diskrete Mischungen aus Polymerkomponenten oder mindestens eine diskrete Polymerkomonente und mindestens eine diskrete Mischung aus aus Polymerkomponenten umfasst. „Mehrkomponentenfaser“ schließt, ohne darauf beschränkt zu sein, „Bikomponentenfaser“ ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „nicht verfestigte Fasern“ auf Fasern, die nicht zu einer selbsttragenden, integralen Bahn geformt sind.
Wie hier verwendet, ist eine „Vliesbahn“ eine hergestellte Bahn aus gerichtet oder zufällig ausgerichteten Fasern, die verfestigt und miteinander verbunden sind. Der Ausdruck schließt keine Stoffe ein, die gewebt, gestrickt oder mit Garnen oder Fäden durch Nähwirken gebunden sind. Das Basisgewicht von Vliesbahnen wird üblicherweise in Gramm pro Quadratmeter (g/m²) angegeben.
Der Ausdruck „Bahn“, wie hier verwendet, bedeutet ein Material, das zu einer Rolle aufgewickelt werden kann. Bahnen schließen Vliese ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck „Elementarzelle“ eine Einheit, die ohne Drehungen, Lücken oder Überlappungen wiederholt werden kann, um ein regelmäßiges Gittermuster zu erzeugen. Ein Gitter ist eine Anordnung von regelmäßig beabstandeten Punkten. Obwohl Gitter und Elementarzellen auch in drei Abmessungen definiert sein können, betrifft die vorliegende Offenbarung nur 2D-Elementarzellen, die 2D-Gittermuster erzeugen.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „primitive Zelle“ auf eine Elementarzelle, die an jedem Eckpunkt einen Gitterpunkt aufweist und keine anderen Gitterpunkte einschließt. Demgegenüber weist eine nicht primitive Elementarzelle einen oder mehrere zusätzliche Gitterpunkte innerhalb der Elementarzelle auf. Eine primitive Zelle entspricht einem einzelnen Gitterpunkt, bestehend aus den an jedem ihrer Eckpunkte eingeschlossenen Teilgitterpunkten. Zum Beispiel schließt eine quadratische primitive Zelle an jedem Eckpunkt ¼ eines Gitterpunktes ein. Gleiches gilt für eine rechteckige primitive Zelle. Wenn die primitive Zelle ein Parallelogramm oder ein Rhombus ist, ändert sich der Anteil des Gitterpunktes, der an jedem Eckpunkt eingeschlossen ist, in Abhängigkeit von dem Winkel, der das Parallelogramm oder den Rhombus kennzeichnet, jedoch ist die Summe der Anteile immer noch gleich eins.
Sofern nicht anders angegeben, sind alle hier angegebenen Abmessungen und Messungen unter Verwendung der entsprechenden experimentellen Verfahren zu verstehen, die im Abschnitt „Prüfverfahren“ dieses Dokuments beschrieben sind.
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf einen Absorptionsartikel, der eine Vliesbahn umfasst. Die Vliesbahn wird zuerst beschrieben. Dann wird der Absorptionsartikel, der die Vliesbahn umfasst, beschrieben.
Vliesbahn
Gemäß einem Beispiel umfasst eine Vliesbahn Thermoplastfasern und Cellulosefasern. Im vorliegenden Beispiel sind die Cellulosefasern Baumwollfasern.
Die Vliesbahn dieses Beispiels wird hergestellt, indem zuerst eine vorgebundene thermoplastische Vorläufervliesbahn gebildet wird. Auf dieser Vorläufervliesbahn werden dann Cellulosefasern (insbesondere Baumwollfasern) abgelegt. Die Baumwollfasern und die thermoplastische Vorläufervliesbahn werden wasserstrahlverfestigt, um eine Spunlace-Vliesbahn zu erzeugen.
Nach dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren wird ein Muster diskreter Klebverbindungsstellen in die Spunlace-Vliesbahn eingeprägt. Insbesondere werden die Klebverbindungsstellen in die Seite der Spunlace-Vliesbahn eingeprägt, die der thermoplastischen Vorläufer-Vliesbahn entspricht. Das heißt, die Klebverbindungsstellen werden in die Seite eingeprägt, die der Seite gegenüberliegt, auf der die Baumwollfasern abgelegt wurden.
Jede dieser Komponenten und jeder dieser Schritte wird nun ausführlicher beschrieben. (Wie auch weiter unten beschrieben wird, kann das Verfahren zur Herstellung der Vliesbahn ferner eine oder mehrere wahlweise zusätzliche Stufen einschließen - insbesondere nach dem Wasserstrahlverfestigungsverfahren.)
Kardierte Vliesbahn
Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist die thermoplastische Vorläufer-Vliesbahn eine kardierte Vliesbahn.
Die kardierte Vliesbahn umfasst mindestens zu 50 Gew.-% der kardierten Vliesbahn Stapelfasern. In dem gegenwärtig beschriebenen Beispiel umfasst die Vliesbahn mindestens zu 95 Gew.-% der Bahn Stapelfasern und besteht vorzugsweise im Wesentlichen aus den Stapelfasern. Die kardierte Vliesbahn kann, neben den Stapelfasern, aus untergeordneten Mengen an Zusatzstoffen, wie Geruchsbekämpfungzusatzstoffen, Duftstoffen, Farbpigmenten oder dergleichen, bestehen.
Stapelfasern sind Kurzfasern. Im vorliegenden Beispiel weisen die Stapelfasern eine mittlere Länge von 38 mm auf. Die Stapelfasern sind im Wesentlichen einheitlich lang. Es wurde festgestellt, dass sich die Stapelfasern bei zu kurzen Stapelfasern während des Kardierens vom Tambour lösen können. Sind die Stapelfasern dagegen zu lang, kann es schwierig sein, sie vom Tambour abzuführen.
Die im Kardierverfahren abgelegten Stapelfasern bilden eine Schicht nicht verfestigter Fasern. Die Schicht wird dann einem Durchluft-Bindungsverfahren unterzogen, um eine autogen gebundene Bahn zu bilden. Im vorliegenden Beispiel beträgt das Basisgewicht der kardierten Vliesbahn 20 g/m² (20 gsm).
Die kardierte, durchluftgebundene Bahn ist eine Vorläuferbahn für ein Formungsverfahren, das nachstehend beschrieben ist.
Kardierverfahren
Kardieren ist ein mechanisches Verfahren unter Verwendung von Stapelfasern. Um Stapelfasern zu erhalten, werden die Fasern zunächst gesponnen, auf die erforderliche Länge geschnitten und zu Ballen (Bündel komprimierter Fasern) gelegt. Das Kardierverfahren beginnt mit dem Öffnen der Faserballen. Die Fasern werden üblicherweise durch Lufttransport zur nächsten Stufe transportiert. Sie werden dann von einer Kardiermaschine, wie einer rotierenden Trommel oder einer Reihe von mit feinen Drähten oder Zähnen bedeckten Trommeln, zu einem Vlies gekämmt. Die genaue Konfiguration der Karden hängt vom Stoffgewicht und der Faserausrichtung ab. Das Vlies kann parallel gelegt werden, wobei die meisten Fasern in Laufrichtung des Vlieses gelegt werden, oder sie können ungeordnet gelegt werden. Übliche parallel gelegte kardierte Vliese resultieren in einer guten Zugfestigkeit, geringer Dehnung und geringer Reißfestigkeit in Maschinenlaufrichtung und umgekehrt in Querrichtung. Nach dem Tambour kann eine Verdichtungswalze vorgesehen sein, um eine gewisse Zufälligkeit der Faserorientierung zu erzeugen. Zweck dieser Verdichtungswalze ist es, eine gewünschte CD-Zugfestigkeit zu gewährleisten.
Im Gegensatz zu kardierten Vliesbahnen werden spinngelegte und schmelzgeblasene Vliesbahnen üblicherweise in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt. Fasern werden gesponnen und dann direkt durch Umlenkungen oder mit Luftströmen zu einem Vlies verteilt. Die Fasern eines spinngelegten und schmelzgeblasenen Vlieses sind wesentlich länger als Stapelfasern.
Durchluftbindung
Wie hier verwendet, bedeutet Durchluftbindung oder „TAB“ (auch als Luft durch Bindung oder „ATB“ bekannt) ein Verfahren zum Binden von Stapelfasern einer Schicht nicht verfestigter Fasern, bei dem Luft durch die Bahn gedrückt wird, wobei die Luft ausreichend heiß ist, um das Polymer einer Stapelfaser zu schmelzen (oder mindestens teilweise zu schmelzen, oder in einen Zustand zu schmelzen, in dem die Faseroberfläche ausreichend klebrig wird) oder, wenn die Stapelfasern Mehrkomponentenfasern sind, wobei die Luft ausreichend heiß ist, um eines der Polymere, aus denen die Fasern der Bahn hergestellt sind, zu schmelzen (oder mindestens teilweise zu schmelzen oder in einen Zustand zu schmelzen, in dem die Faseroberfläche ausreichend klebrig wird). Die Luftgeschwindigkeit liegt üblicherweise zwischen 30 und 90 Meter pro Minute, und die Verweilzeit kann bis zu 6 Sekunden betragen. Das Schmelzen und Wiedererstarren des Polymers stellt die Bindung zwischen unterschiedlichen Stapelfasern bereit.
Ein Durchluftbinder ist in 1 schematisch dargestellt. Im Durchluftbinder 70 wird Luft mit einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Polymers der Stapelfaser (oder, falls es sich bei den Stapelfasern um Mehrkomponentenfasern handelt, oberhalb der Schmelztemperatur einer ersten Faserkomponente und unterhalb der Schmelztemperatur einer zweiten Faserkomponente) aus dem Dunstabzug 72 durch das Vlies und in die perforierte Walze 74 geleitet. Alternativ kann der Durchluftbinder eine flache Anordnung aufweisen, wobei die Luft vertikal nach unten auf die Bahn geleitet wird. Die Betriebsbedingungen der beiden Konfigurationen sind ähnlich, wobei der Hauptunterschied die Geometrie der Bahn während des Verbindens ist.
Die Heißluft schmilzt die Stapelfaser (oder, bei Mehrkomponentenfasern, die niedriger schmelzende Polymerkomponente) und bildet dadurch Bindungen zwischen den Stapelfasern, um die Schicht an Stapelfasern zu verfestigen und in eine Bahn einzufügen.
Als Beispiel für eine Bikomponentenfaser, wenn Polypropylen und Polyethylen als die Polymerkomponenten verwendet werden, weist die Luft, die durch den Durchluftbinder strömt, üblicherweise eine Temperatur im Bereich von etwa 110 °C bis etwa 162 °C mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 bis etwa 90 Meter pro Minute auf. Es sei jedoch klargestellt, dass die Parameter des Durchluftbinders von Faktoren wie der Art der verwendeten Polymere und der Dicke der Faserschicht abhängen.
Das Durchluft-Bindungsverfahren bildet die vorgebundene thermoplastische Vorläufer-Vliesbahn des vorliegenden Beispiels.
Stapelfasern
Wie vorstehend erwähnt, umfasst die kardierte Vliesbahn mindestens zu 50 Gew.-% der kardierten Vliesbahn Stapelfasern. In dem gegenwärtig beschriebenen Beispiel umfasst die Bahn mindestens zu 95 Gew.-% der Bahn Stapelfasern.
Fasern, die für die kardierte Vliesbahn gemäß der vorliegenden Offenbarung nützlich sind, schließen sowohl Einkomponentenfasern als auch Mehrkomponentenfasern ein. Mehrkomponentenfasern sind besonders geeignet. Geeignete Mehrkomponentenfasern sind Bikomponentenfasern, wie Kern/Fasermantel-Bikomponentenfasern und nebeneinanderliegende Bikomponentenfasern. Die Kern/Fasermantel-Bikomponentenfasern können konzentrische oder exzentrische Fasern sein.
Die Ein- oder Mehrkomponentenfasern können aus Polymermaterialien hergestellt sein, wie Polyolefinen - zum Beispiel Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) - Polyester, Polyethylenterephthalat (PET), Co-PET, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polymilchsäure, Viskose und Kombinationen davon. Die Polymere können auch Copolymere wie Co-PET umfassen. Wenn die Stapelfasern Kern/Fasermantel-Bikomponentenfasern umfassen, ist es wünschenswert, dass der Fasermantel aus einem Polymer besteht, das einen Schmelzpunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Polymers liegt, das den Kern bildet. Wenn solche Bikomponentenfasern einer Durchluftbindung unterzogen werden, wird die Temperatur des Durchluft-Bindungsverfahrens so gewählt, dass das Polymer des Fasermantels mindestens teilweise in einen geschmolzenen Zustand (oder teilweise geschmolzenen Zustand oder geschmolzen in einen Zustand, in dem die Faseroberfläche ausreichend klebrig wird) überführt wird, sodass sich die Fasern miteinander verbinden, während der Kern der Bikomponentenfaser im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt.
Wenn nebeneinanderliegende Bikomponentenfasern verwendet werden, können die Polymere, die die erste und zweite Komponente bilden, auch unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen. Wenn solche Bikomponentenfasern einer Durchluftbindung unterzogen werden, wird die Temperatur des Durchluft-Bindungsverfahrens so gewählt, dass das Polymer der Komponente, die den niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, mindestens teilweise in einen geschmolzenen Zustand (oder in einen Zustand, in dem die Faseroberfläche ausreichend klebrig wird) überführt wird, sodass sich die Fasern miteinander verbinden, während das Polymer der Komponente, die den höheren Schmelzpunkt aufweist, im Wesentlichen unbeeinflusst bleibt.
Die kardierte Vliesbahn kann eine Mischung aus verschiedenen Arten von Fasern umfassen, wie eine Mischung aus Einkomponentenfasern und Bikomponentenfasern. Die Stapelfasern der kardierten Vliesbahn können mindestens zu 20 Gew.-% oder mindestens zu 35 Gew.-% oder mindestens zu 50 Gew.-% oder mindestens zu 60 Gew.-% oder mindestens zu 70 Gew.-% oder mindestens zu 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stapelfasern, Mehrkomponentenfasern, wie Kern/Fasermantel- oder nebeneinanderliegende Bikomponentenfasern, umfassen. Die Stapelfasern können auch nur aus Mehrkomponentenfasern, wie Bikomponentenfasern, bestehen. Die Stapelfasern können eine Mischung aus verschiedenen Mehrkomponentenfasern sein, z. B. eine Mischung aus verschiedenen Bikomponentenfasern.
In dem vorliegend beschriebenen Beispiel bestehen die Stapelfasern im Wesentlichen aus Bikomponentenfasern. Insbesondere bestehen die Stapelfasern im Wesentlichen aus Kern/Fasermantel-Bikomponentenfasern mit einem aus Polyethylenterephthalat geformten Kern und einem aus Polyethylen geformten Fasermantel.
In anderen Beispielen kann die kardierte Vliesbahn auch Einkomponentenfasern umfassen. Zum Beispiel können die Stapelfasern mindestens zu 5 Gew.-% oder mindestens zu 10 Gew.-% oder mindestens zu 15 Gew.-% oder mindestens zu 20 Gew.-% oder mindestens zu 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stapelfasern, Einkomponentenfasern umfassen. Die kardierte Vliesbahn kann höchstens zu 50 Gew.-% oder höchstens zu 40 Gew.-% oder höchstens zu 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stapelfasern, Einkomponentenfasern umfassen.
Die Stapelfasern der kardierten Vliesbahn können aus einer Mischung aus Bikomponentenfasern (wie Kern/Fasermantel-Bikomponentenfasern oder nebeneinanderliegenden Bikomponentenfasern) und Einkomponentenfasern bestehen, sodass die Bikomponentenfasern und die Einkomponentenfasern zusammen 100 Gew.-% des Gesamtgewichts der Stapelfasern bilden.
Die Form der Stapelfasern der kardierten Vliesbahn kann rund sein (d. h. Fasern mit einem kreisförmigen Querschnitt). Als Alternative können die Stapelfasern eine unrunde Form aufweisen, wie multilobale Fasern (z. B. trilobale Fasern), flache Fasern („bandartiger“ Querschnitt), rhomboide Fasern oder dreieckige Fasern. Bei multilobalen Fasern ist ein Mittelteil von einer Vielzahl von Lappen umgeben. Bei einer trilobalen Faser ist z. B. der Mittelteil von drei Lappen umgeben.
Die Stapelfasern können eine Mischung aus festen, runden Bikomponentenfasern (wie Kern/Fasermantel- oder nebeneinanderliegenden Bikomponentenfasern) und festen, multilobalen (wie trilobalen) Einkomponentenfasern umfassen oder daraus bestehen. Als Alternative können die Stapelfasern eine Mischung aus festen, runden Bikomponentenfasern (wie Kern/Fasermantel- oder nebeneinanderliegenden Bikomponentenfasern) und festen, runden Einkomponentenfasern umfassen oder daraus bestehen.
In dem vorliegend beschriebenen Beispiel bestehen die PET/PE-Kern/Fasermantel-Fasern im Wesentlichen aus runden Fasern. Sie weisen eine lineare Dichte von 2,2 dtex (2 Denier) auf. Es wurde herausgefunden, dass der Faserdenier durch das Formverfahren (nachstehend beschrieben) im Wesentlichen unverändert war; daher weisen sowohl die Vorläuferbahn als auch die endgültige Vliesbahn im Wesentlichen den gleichen Faserdenier auf.
Um eine Vliesbahn durch Kardieren und Durchluftbindung herzustellen, ist es bevorzugt, dass die Stapelfasern Kräuselung aufweisen. Dies erleichtert insbesondere den Kardierschritt. In einigen Beispielen kann ein bestimmter Prozentsatz von nicht gekräuselten Fasern mit den gekräuselten Fasern vermischt werden; ein hoher Anteil an nicht gekräuselten Fasern kann jedoch Verfahrensstörungen, wie Tambour-Blockierung, verursachen. Vorzugsweise umfasst die Vliesbahn mindestens zu 95 Gew.-% der Vliesbahn gekräuselte Fasern. In dem vorliegend beschriebenen Beispiel besteht die Vliesbahn im Wesentlichen aus gekräuselten Fasern. Das heißt, die PET/PE-Kern/Fasermantel-Fasern sind gekräuselte Bikomponentenfasern. Die Fasern weisen eine Kräuselzahl im Bereich von 13 bis 17 pro 2,5 cm (13 bis 17 pro Zoll) auf.
In dem vorliegenden Beispiel sind die Thermoplastfasern mit einer hydrophilen Beschichtung behandelt. Dies kann bei der Benetzung der Thermoplastfasern im anschließenden Wasserstrahlverfestigungsverfahren (siehe unten) behilflich sein. Die hydrophile Beschichtung kann während des Wasserstrahlverfestigungsverfahrens abgewaschen werden, sodass sie im Endprodukt nicht nachweisbar ist.
Baumwollfasern
Die vorgebundene thermoplastische Vorläufer-Vliesbahn, die im Durchluft-Bindungsverfahren hergestellt wird, wird als Substrat verwendet, auf dem Baumwollfasern abgelegt werden.
In den in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführten Beispielen werden 10 bis 25 g/m² Baumwollfasern auf der thermoplastischen Vorläufervliesbahn abgelegt. Die durchluftgebundene Vorläuferbahn (gebildet aus 20 g/m², 2 Denier PE/PET hydrophil beschichteten Fasern) wird auf das Förderband einer Kardierlinie abgewickelt. Die Baumwollfasern werden auf dem TAB-Vlies mit einem angestrebten Basisgewicht abgelegt.
Im vorliegenden Beispiel weisen die Baumwollfasern eine mittlere Faserlänge im Bereich 20 bis 30 mm auf. Solche Fasern können von US-, australischer oder China-Xinjiang-Baumwolle bereitgestellt sein.
Das Gesamtbasisgewicht der Vliesbahn, einschließlich der Thermoplast- und Baumwollfasern, kann im Bereich 25-70 g/m², wahlweise 30-50 g/m², liegen.
Die der Baumwolle abgewandte Seite der thermoplastischen Vorläufervliesbahn entspricht einer ersten Seite 124 der fertigen Vliesbahn. Dies ist die Unterseite der thermoplastischen Vorläufervliesbahn, wenn die Baumwolle auf die Vorläuferbahn gelegt wird. Die Seite, auf der die Baumwolle abgelegt wird, entspricht einer zweiten Seite 126 der fertigen Vliesbahn. Es ist zu beachten, dass, obwohl die Baumwollfasern anfänglich auf die Thermoplast-Vorläufervliesbahn abgelegt werden, die Baumwollfasern aufgrund des folgenden Wasserstrahlverfestigungsverfahrens möglicherweise keine eindeutige Schicht in der fertigen Vliesbahn bilden.
Wasserstrahlverfestigung
Die Baumwollfasern werden mit den Thermoplastfasern der Vorläufervliesbahn durch Wasserstrahlverfestigung verwickelten. Dies bildet eine Spunlace-Vliesbahn, die eine Mischung aus verwickelten Thermoplast- und Cellulosefasern umfasst.
Zur Durchführung der Wasserstrahlverfestigung wird das thermoplastische Vorläufervlies mit den darauf abgelegten Baumwollfasern in eine Spunlace-Einheit gefördert. Hier werden die Baumwollfasern mit den durchluftgebundenen Fasern der thermoplastischen Vorläufervliesbahn mittels Wasserstrahlen verwickelt, um eine Spunlace-Vliesbahn zu bilden. Durch geeignetes Steuern des Drucks der Wasserstrahlen werden die Baumwollfasern über die Dicke der thermoplastischen Vorläufervliesbahn umverteilt. Dies bildet eine Konzentrationsverteilung über die Dicke der Spunlace-Vliesbahn, wobei die Oberseite (zweite Seite 126) eine größere Konzentration an Baumwollfasern enthält als die Unterseite (erste Seite 124).
Zu einem großen Teil wird die ursprüngliche Verbindungsstruktur der thermoplastischen Vorläufervliesbahn, die zuvor durch die Durchluftbindung verliehen wurde, nicht durch die Wasserstrahlen gebrochen. (Die einzelnen Faser-Faser-Bindungen zwischen den Thermoplastfasern können noch im fertigen Vlies durch mikroskopische Betrachtung nachgewiesen werden.)
Nach der Wasserstrahlverfestigung durch die Wasserstrahlen wird die Spunlace-Vliesbahn dem Walzenspalt zwischen einem Paar Quetschwalzen zugeführt, um die Bahn zu entwässern. Von dort durchläuft das Spunlace-Vlies zur Trocknung einen Ofen.
Muster von Klebverbindungsstellen
Nach dem Trocknen wird der Spunlace-Vliesbahn ein Muster von Klebverbindungsstellen verliehen. Im vorliegenden Beispiel geschieht dies, indem die Spunlace-Vliesbahn durch den Walzenspalt eines beheizten Paares Kalanderwalzen geführt wird. Das Walzenpaar besteht aus einer Stiftwalze und einer Glattwalze. Die erste Seite der Spunlace-Vliesbahn ist der Stiftwalze zugewandt. Die zweite Seite der Spunlace-Vliesbahn ist der Glattwalze zugewandt. Da die erste Seite relativ reicher an Thermoplastfasern ist und die zweite Seite relativ reicher an Baumwollfasern ist, bedeutet dies, dass die Seite, die reich an Thermoplastfasern ist, der Stiftwalze zugewandt ist.
Die Temperatur der Stiftwalze ist höher als die Temperatur der Glattwalze. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Temperatureinstellungen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit gewählt werden können, mit der die Spunlace-Bahn zwischen den Kalanderwalzen hindurchläuft. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Geschwindigkeit etwa 30 m/min (0,5 m/s). Die Temperatur der Stiftwalze beträgt etwa 120 °C bis etwa 140 °C, und die Temperatur der Glattwalze beträgt etwa 90 °C bis etwa 110 °C. Diese Temperaturen (und diese Geschwindigkeit) erweisen sich für eine Spunlace-Bahn mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften (eine thermoplastische Vorläufervliesbahn, die aus PE/PET-Bikomponentenfasern mit einem Basisgewicht von 20 g/m² und Baumwollfasern mit einem Basisgewicht von 10 bis 25 g/m² gebildet ist) als geeignet.
Im Walzenspalt zwischen den Kalanderwalzen werden diskrete Klebverbindungsstellen durch die Stifte der Stiftwalze in die erste Seite der Spunlace-Vliesbahn eingeprägt. Jeder Stift verleiht (prägt) eine Klebverbindungsstelle in die Bahn. Jede Klebverbindungsstelle umfasst eine Vertiefung in der ersten Oberfläche der Spunlace-Vliesbahn.
An den Klebverbindungsstellen wird die erste Seite 124 der Spunlace-Vliesbahn (die reich an Thermoplastfasern ist) in Richtung der zweiten Seite 126 der Bahn (die reich an Baumwollfasern ist) komprimiert. Mindestens eine Komponente der Thermoplastfasern in der Vorläufer-Vliesbahn wird unter der Wärme und dem Druck, die von jedem Stift ausgeübt werden, mindestens teilweise geschmolzen. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird im vorliegenden Beispiel angenommen, dass die Komponente der Bikomponentenfasern, die den niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, an den Spitzen der Stifte mindestens teilweise geschmolzen. (Im vorliegenden Beispiel ist dies die PE-Komponente.) Die mindestens teilweise geschmolzene Komponente strömt um einige der Baumwollfasern, umströmt diese Baumwollfasern und fixiert diese an der resultierenden Klebverbindungsstelle.
2-6 zeigt mikroskopische Querschnittsansichten von Klebverbindungsstellen 122 gemäß einem Beispiel. Um diese Bilder aufzunehmen, wurde die fertige Vliesbahn 120 auf einem Träger 125 befestigt. Dann wurden sowohl die Vliesbahn 120 als auch der Träger 125 geschnitten, um einen Querschnitt der Vliesbahn 120 zu öffnen. In den Bildern beschreiben die gestrichelten horizontalen Linien die Grenze zwischen der Vliesbahn 120 und dem Träger 125. Die Oberseite der Vliesbahn in diesen Bildern ist die erste Seite 124 - das heißt die Seite der Vliesbahn, die reich an Thermoplastfasern ist. Die Unterseite der Vliesbahn in diesen Bildern ist die zweite Seite 126 - das heißt die Seite der Vliesbahn, die reich an Baumwollfasern ist.
7 ist ein Rasterelektronenmikroskop-Bild (SEM-Bild), das eine Querschnittsansicht eines Teils einer Klebverbindungsstelle zeigt. Hier ist zu erkennen, dass die PE-Komponente aufgeschmolzen und um die einzelnen Baumwollfasern im Vlies geflossen ist.
gsstelle weist, in Draufsicht, eine Form auf, die der Form des Kopfes des ihr erzeugenden Stiftes entspricht. 8 ist ein SEM-Bild, das eine Draufsicht einer Klebverbindungsstelle gemäß einem Beispiel zeigt. Die Klebverbindungsstelle ist kreisförmig ausgebildet. Man erkennt wiederum, wie die PE-Komponente, durch das Aufschmelzen der PE-Komponente an der Klebverbindungsstelle, um die Baumwollfasern strömt, diese umhüllt und immobilisiert. Die Baumwollfasern sind in die PE-Komponente eingebettet. An den Klebverbindungsstellen können mindestens einige der Thermoplastfasern zu einer Masse aus Thermoplastmaterial verschmolzen sein. Die geschmolzene Masse aus Thermoplastmaterial kann die Baumwollfasern umhüllen und immobilisieren. 9 ist ein mikroskopisches Bild, das drei Klebverbindungsstellen 122 zeigt. Dieses Bild wurde von der ersten Seite 124 der Vliesbahn (das heißt der Seite, die reich an Thermoplastfasern ist) aufgenommen. Die in diesem Beispiel gezeigten Klebverbindungsstellen sind wieder kreisförmig.
In dem vorliegenden Beispiel bleibt die zweite Oberfläche der Vliesbahn nach der Bildung der Klebverbindungsstellen im Wesentlichen flach. (Die zweite Oberfläche ist der Glattwalze zugewandt, wenn die Spunlace-Bahn durch den Walzenspalt der Kalanderwalzen läuft.)
Die 10A-10H zeigen Beispiele von Mustern von Klebverbindungsstellen. In diesen Beispielen definiert das Muster ein regelmäßiges Gitter. Jedes dieser Muster weist eine primitive Zelle auf, die ein Rhombus ist. In 10A sind die Klebverbindungsstellen 122a elliptisch; in 10B sind die Klebverbindungsstellen 122b kreisförmig; und in 10C sind die Klebverbindungsstellen 122c kreisförmig, mit einer kleineren Größe als die Klebverbindungsstellen 122b von 10B. In 10D sind die Klebverbindungsstellen 122d rechteckig; in 10E sind die Klebverbindungsstellen 122e sechseckig; und in 10F sind die Klebverbindungsstellen 122f elliptisch, mit einer größeren Größe als die Klebverbindungsstellen 122a in 10A. In 10G sind die Klebverbindungsstellen 122g kreisförmig, mit einer Zwischengröße, die zwischen der der Klebverbindungsstellen 122b und 122c liegt. In 10H sind die Klebverbindungsstellen 122h rautenförmig. Es versteht sich, dass das Muster von Klebverbindungsstellen nicht notwendigerweise ein regelmäßiges Gitter definieren muss, obwohl dies für die Gleichmäßigkeit der resultierenden Bahn bevorzugt sein kann.
In den in den 10A-H veranschaulichten Beispielen weisen die Klebverbindungsstellen in jedem Muster identische Größe, Form und Ausrichtung auf. Die Gesamtfläche der diskreten Klebverbindungsstellen als Anteil der Gesamtfläche der Vliesbahn, die das Muster trägt, liegt im Bereich von 5 % bis 50 %, wahlweise 5 % bis 40 %, ferner wahlweise 20 % bis 40 %.
Zusätzliche Merkmale
Wahlweise kann die Spunlace-Vliesbahn, der das Muster von thermischen Klebverbindungsstellen verliehen wurde, nach dem Schritt thermischen Klebens weiterverarbeitet werden. Zum Beispiel kann ein hydrophobes Wachs auf die Bahn aufgetragen werden. Als Alternative oder zusätzlich kann das Vliesmaterial weiterverarbeitet werden, um 3D-Texturen oder Öffnungen zu bilden. 3D-Texturen und/oder Öffnungen können verbesserte Flüssigkeitshandhabungseigenschaften bereitstellen, zum Beispiel, wenn die Vliesbahn als eine Oberschicht (oder in einer Oberschicht) verwendet wird. Eine 3D-Textur kann Vorsprünge und/oder Ausnehmungen umfassen. Zum Beispiel kann die Vliesbahn so geprägt sein, dass sie Vorsprünge auf einer Oberfläche der Vliesbahn und entsprechende Ausnehmungen auf der gegenüberliegenden Oberfläche umfasst.
BEISPIELE
Es wurden Versuche mit verschiedenen Vliesbahnen durchgeführt, die wie oben beschrieben hergestellt wurden. Diese unterschieden sich in der Faserzusammensetzung der Vliese und in dem ihnen verliehenen Klebemuster. Das Muster von Klebverbindungsstellen kann durch den Faserfreilängenparameter charakterisiert werden, der nach dem Verfahren gemessen wird, das im Abschnitt Prüfverfahren hierin definiert ist. Für jedes Beispiel wurde die Beständigkeit der Vliesbahn gegenüber Abnutzung bewertet. Die Fusselbeständigkeit wird unter Verwendung eines Fusselwerts charakterisiert. Dies wird nach der entsprechenden Vorgehensweise gemessen, die im Abschnitt Prüfverfahren hierin definiert ist.

Die Bahnen der Beispiele in der nachstehenden Tabelle 1 wurden unter Verwendung des folgenden Verfahrens hergestellt. Ein durchluftgebundenes (ATB) Vlies (20 g/m², 2 Denier PE/PET hydrophil beschichtete Fasern) wurde auf das Förderband einer Kardierlinie abgewickelt. Baumwollfasern wurden auf dem ATB-Vlies mit einem Zielbasisgewicht abgelegt (siehe Tabelle 1). Anschließend wurde die Bahn in eine Spunlace-Anlage gefördert, wo die Baumwollfasern mit den ATB-Vliesfasern durch Wasserstrahlen verwickelt wurden. Der Druck der Wasserstrahlen wurde so gesteuert, dass die Baumwollfasern eine Konzentrationsverteilung über die Dicke des ATB-Vlieses bildeten, wobei die Oberseite eine höhere Konzentration an Baumwollfasern enthielt als die Unterseite. Die ursprüngliche Verbindungsstruktur des ATB-Vlieses wurde durch die Wasserstrahlen nicht gebrochen. Nach der Wasserstrahlverfestigung wurde das Vlies durch ein Paar Quetschwalzen gequetscht und zur Trocknung durch einen Ofen geführt. Nach dem Trocknen wies das Vliesmaterial Klebverbindungsstellen auf, die durch ein beheiztes Paar Kalanderwalzen - nämlich eine Stiftwalze und eine kleinere Glattwalze, auf dieses geprägt wurden. Die Seite des Vlieses mit der höheren Konzentration an Baumwollfasern (zweite Seite 126) war der Glattwalze zugewandt, und die Seite mit der niedrigeren Konzentration an Baumwollfasern (erste Seite 124) war der Stiftwalze zugewandt. Die Temperatur der Stiftwalze war höher als die der Glattwalze. Insbesondere betrug die Geschwindigkeit durch den Walzenspalt der Kalanderwalzen etwa 30 m/min, die Temperatur der Stiftwalze betrug etwa 120-140 °C, und die Temperatur der Glattwalze betrug etwa 90-110 °C. Tabelle 1: Beispiele

Nr.	Klebemuster (Fig. #)	Stiftwalze zugewandte Seite	Baumwolle/ ATB (g/m2)	Klebverbindungsstellenfläche (mm²)	% gebundene Fläche	D_MD (mm)	D_CD (mm)	D_AV (mm)	Fusselwert	A/L (mm)
1	10E	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	8,61	43,5 %	3,8	2,4	3,02	1	2,67
2	10A	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	1,79	18,3 %	1,39	4,77	2,57	1	1,66
3	10B	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	2,66	25,1 %	2,76	2,76	2,76	1	2,87
4	10C	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	0,64	9,3 %	3,96	1,9	2,74	2	1,56
5	10G	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	1,77	16,9 %	2,13	4,26	3,01	2	2,04
6	10H	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	9,90	31,5 %	2,94	4,6	3,68	4	4,66
7	10D	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	1,54	16,1 %	3,61	2,7	3,12	4	2,96
8	10F	ATB-Seite	15 g/m² / 20 g/m²	2,64	20,8 %	3,1	3,2	3,15	4	3,13
9	Keine	Keine	15 g/m² / 20 g/m²	0	0,0 %	na	na	na	5	na
10	10A	Baumwollseite	15 g/m² / 20 g/m²	1,79	18,3 %	1,39	4,77	2,57	4	1,66
11	10B	Baumwollseite	15 g/m² / 20 g/m²	2,66	25,1 %	2,76	2,76	2,76	4	2,87
12	10C	Baumwollseite	15 g/m² / 20 g/m²	0,64	9,3 %	3,96	1,9	2,74	5	1,56
13	10E	ATB-Seite	25 g/m² / 20 g/m²	8,61	43,5 %	3,8	2,4	3,02	1	2,67
14	10A	ATB-Seite	25 g/m² / 20 g/m²	1,79	18,3%	1,39	4,77	2,57	1	1,66
15	10B	ATB-Seite	25 g/m² / 20 g/m²	2,66	25,1 %	2,76	2,76	2,76	1	2,87
16	10H	ATB-Seite	25 g/m² / 20 g/m²	9,90	31,5 %	2,94	4,6	3,68	3	4,66
17	10D	ATB-Seite	25 g/m² / 20 g/m²	1,54	16,1 %	3,61	2,7	3,12	3	2,96
18	10F	ATB-Seite	25 g/m² / 20 g/m²	2,64	20,8 %	3,1	3,2	3,15	3	3,13
19	Keine	Keine	25 g/m² / 20 g/m²	0	0,0 %	na	na	na	5	na
20	10A	Baumwollseite	25 g/m² / 20 g/m²	1,79	18,3 %	1,39	4,77	2,57	4	1,66
21	10B	Baumwollseite	25 g/m² / 20 g/m²	2,66	25,1 %	2,76	2,76	2,76	4	2,87
22	Keine	Keine	30 g/m² / 20 g/m²	0	0,0 %	na	na	na	2	na

Jedes Klebemuster wird durch Bezugnahme auf die Nummer der Figur angezeigt, die es veranschaulicht (unter den 10A-10H). Die Klebverbindungsstellenfläche ist die Fläche jeder einzelnen Klebverbindungsstelle in dem Muster. Der Prozentsatz der gebundenen Fläche ist die Gesamtfläche der Klebverbindungsstellen geteilt durch die Gesamtfläche, die von dem Muster bedeckt ist. D_MD ist der Abstand zwischen benachbarten Klebverbindungsstellen in der Maschinenlaufrichtung (MD). D_CD ist der Abstand zwischen benachbarten Klebverbindungsstellen in der Querrichtung (CD). D_AV ist der Mittelwert von D_MD und D_CD. Der Fuzzelwert wird, wie nachstehend im Abschnitt Prüfverfahren definiert, gemessen. Niedrigere Werte bedeuten weniger Fusselbildung. A/L ist der Faserfreilängenparameter, der, wie nachstehend im Abschnitt Prüfverfahren definiert, bestimmt wird.
Es wurde festgestellt, dass Vliesbahnen mit einem Faserfreilängenparameter von weniger als 2,90 mm gute Fusselwerte aufwiesen (1 oder 2). Es wird angenommen, dass ein Fusselwert von weniger als 3 akzeptabel ist. Vliesbahnen mit einem höheren Faserfreilängenparameter wiesen eine schlechtere Abnutzungsbeständigkeit auf - das heißt, sie zeigten nach der Abnutzungsprüfung mehr Fusselbildung. Vliesbahnen ohne Muster von Klebverbindungsstellen zeigten die schlechteste Abnutzungsbeständigkeit. Es wurde festgestellt, dass das Einprägen der Klebverbindungsstellen in die Baumwollseite (das heißt die zweite Seite 126) mehr Fusselbildung erzeugt als das Einprägen der Klebverbindungsstellen in die ATB-Seite (erste Seite 124). Erhöhte prozentuale Gesamtbindungsfläche korreliert mit reduzierter Fusselbildung. Jedoch kann es in dieser Hinsicht zu einem Kompromiss zwischen Weichheit des Vlieses und der Abnutzungsbeständigkeit kommen, da Vliesstoffe mit einer sehr hoch gebundenen Fläche tendenziell steifer (weniger weich) sein können.
Absorptionsartikel
Bezug nehmend auf die 11 und 12 ist ein beispielhafter Absorptionsartikel 20 beschrieben. 11 ist eine Draufsicht des beispielhaften Absorptionsartikels 20 (hier gezeigt: eine Windel), in einem flach ausgelegten Zustand, wobei Abschnitte der Struktur entfernt wurden, um den Aufbau des Absorptionsartikels 20 deutlicher darzustellen. Der Absorptionsartikel 20 ist nur zu veranschaulichenden Zwecken gezeigt, da die vorliegende Offenbarung zur Herstellung einer großen Vielfalt an Windeln oder anderen Absorptionsartikeln verwendet werden kann.
Der Absorptionsartikel 20 umfasst eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 24, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht 26, einen zwischen der Oberschicht 24 und der Unterschicht 26 angeordneten Absorptionskern 28, eine wahlweise Aufnahmeschicht 52 unter der Oberschicht und, wahlweise, eine Verteilungsschicht 54 unter der Aufnahmeschicht und über dem Absorptionskern. Der Absorptionsartikel 20 umfasst einen vorderseitigen Taillenrand 10 (bei einer Slipeinlage oder Damenbinde würde dieser Rand des Artikels statt als vorderseitiger Taillenrand als vorderseitiger Rand bezeichnet, da der Artikel erheblich kleiner ist und nicht um die Taille des Trägers getragen wird) und einen rückseitigen Taillenrand 12 (in einer Slipeinlage oder Damenbinde würde dieser Rand des Artikels als ein rückseitiger Rand anstelle des rückseitigen Taillenrands bezeichnet werden, da der Artikel erheblich kleiner ist und nicht um die Taille des Trägers getragen wird) und zwei Längsseitenränder 13. Der vorderseitige Taillenrand 10 ist der Rand des Absorptionsartikels 20, der beim Tragen in Richtung der Vorderseite des Benutzers platziert werden soll, und der hintere Taillenrand 12 ist der gegenüberliegende Rand. Der Absorptionsartikel 20 weist eine Längsabmessung und eine Querabmessung auf und kann imaginär durch eine Längsachse 80 geteilt werden, die sich vom vorderseitigen Taillenrand 10 zum hinteren Taillenrand 12 des Absorptionsartikels 20 erstreckt und den Absorptionsartikel 20 in zwei im Wesentlichen symmetrische Hälften in Bezug auf die Längsachse teilt, wenn der Absorptionsartikel 20 von der trägerseitigen Seite in einer flachen, ausgelegten Konfiguration, wie z. B. in 11 veranschaulicht, betrachtet wird.
Der Absorptionsartikel 20 kann durch eine Querachse 90 in eine vorderseitige Hälfte und eine rückseitige Hälfte gleicher Länge geteilt werden, gemessen entlang der Längsachse 80, wenn sich der Absorptionsartikel 20 in einem flachen, ausgelegten Zustand befindet. Die Querachse 90 des Absorptionsartikels ist lotrecht zur Längsachse 80 und ist auf halber Länge des Absorptionsartikels 20 platziert.
Die Längsabmessung des Absorptionsartikels erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse 80, und die Querabmessung erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Querachse 90. Der Absorptionsartikel 20 kann imaginär in einen vorderseitigen Bereich 36, einen rückseitigen Bereich 38 und einen Schrittbereich 37, der sich zwischen dem vorderseitigen Bereich 36 und dem rückseitigen Bereich 38 des Absorptionsartikels 20 befindet, unterteilt sein. Jeder der vorderseitigen, rückseitigen und Schrittbereiche beträgt 1/3 der Längsabmessung des Absorptionsartikels 20.
Die Absorptionsartikel, speziell Windeln und Höschen, können eine Aufnahmeschicht 52, eine Verteilungsschicht 54 oder eine Kombination von beiden umfassen (hier zusammen als Aufnahmeverteilungssystem „ADS“ 50 bezeichnet). Die Funktion des ADS 50 ist es üblicherweise, die Flüssigkeit schnell aufzunehmen und sie in dem Absorptionskern auf wirksame Weise zu verteilen. Das ADS kann ein, zwei oder mehrere Schichten umfassen. In den nachstehenden Beispielen umfasst das ADS 50 zwei Schichten: Eine Verteilungsschicht 54 und eine Aufnahmeschicht 52, die zwischen dem Absorptionskern und der Oberschicht angeordnet sind. Das ADS kann frei von Superabsorber-Polymer sein.
Die Funktion einer Verteilungsschicht 54 ist es, die einströmende Flüssigkeit über eine größere Oberfläche in dem Artikel zu verteilen, sodass die Absorptionskapazität des Absorptionskerns wirksamer ausgenutzt werden kann. Verteilungsschichten können aus Vliesmaterial auf Basis synthetischer oder auf Basis von Cellulosefasern hergestellt sein und eine relativ niedrige Dichte aufweisen. Die Verteilungsschicht kann üblicherweise ein mittleres Basisgewicht von 30 g/m2 bis 400 g/m2, insbesondere von 80 g/m2 bis 300 g/m2, aufweisen.
Der Absorptionsartikel 20 kann ferner eine Aufnahmeschicht 52 umfassen, die direkt unter der Oberschicht und über dem Absorptionskern (und, falls vorhanden, über der Verteilungsschicht) bereitgestellt ist. Die Funktion der Aufnahmeschicht 52 ist es, die Flüssigkeit schnell von der Oberschicht aufzunehmen, um so dem Träger eine gute Trockenheit bereitzustellen. Die Aufnahmeschicht kann üblicherweise ein Vliesmaterial sein oder umfassen, zum Beispiel ein SMS- oder SMMS-Material, umfassend eine Spinnvlies-, eine schmelzgeblasene und eine weitere Spinnvlies-Schicht oder alternativ ein kardiertes, chemisch gebundenes Vlies. Das Vliesmaterial kann insbesondere latexgebunden sein. Beispielhafte obere Aufnahmeschichten 52 sind in US 7.786.341 offenbart. Kardierte, harzgebundene Vliese können verwendet werden, insbesondere, wenn die verwendeten Fasern feste runde oder runde und hohle PET-Stapelfasern (wie ein 50/50- oder 40/60-Gemisch aus 6-Denier- oder 9-Denierfasern) sind. Ein beispielhaftes Bindemittel ist ein Butadien-/Styrol-Latex.
Eine weitere Aufnahmeschicht kann zusätzlich zu der ersten vorstehend beschrieben Aufnahmeschicht verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Gewebeschicht zwischen der ersten Aufnahmeschicht und der Verteilungsschicht angeordnet sein. Das Gewebe kann verbesserte kapillare Verteilungseigenschaften umfassen, verglichen mit der vorstehend beschriebenen Aufnahmeschicht. Das Gewebe und die erste Aufnahmeschicht können von gleicher oder unterschiedlicher Größe sein, zum Beispiel kann sich die Gewebeschicht ferner zur Rückseite des Absorptionsartikels erstrecken als die erste Aufnahmeschicht. Ein Beispiel für ein hydrophiles Gewebe ist ein 13-15 g/m² hochnassfestes Gewebe aus Cellulosefasern von dem Hersteller Havix.
Der Absorptionskern 28 kann ein Absorptionsmaterial 60 umfassen, das eine Mischung aus Cellulosefasern (sogenanntem „Airfeit“) und Superabsorber-Polymeren in Teilchenform ist, die in einer oder mehreren Bahnen eingekapselt sind, siehe zum Beispiel US 5.151.092 an Buell. Als Alternative kann der Absorptionskern 28 frei von Luftfilz oder im Wesentlichen frei von Luftfilz sein.
11 stellt ebenfalls übliche Windelkomponenten dar, wie ein Befestigungssystem, das Befestigungslaschen 42 umfasst, die in Richtung des rückseitigen Taillenrands 12 des Absorptionsartikels 20 angebracht sind und mit einer Auftreffzone 44 in Richtung des vorderseitigen Taillenrands 10 des Absorptionsartikels 20 zusammenwirken. Der Absorptionsartikel 20 kann auch vorderseitige Seitenlappen 46 und rückseitige Seitenlappen 40 umfassen, wie es dem Stand der Technik entspricht.
Der Absorptionsartikel kann zudem wahlweise andere Merkmale, wie Beinbündchen 32 und/oder Sperrbündchen 34, vorderseitige und/oder rückseitige Taillenmerkmale, wie vorderseitige und/oder elastische Taillenbänder, die angrenzend an den jeweiligen vorderseitigen und/oder rückseitigen Taillenrand des Absorptionsartikels angebracht sind, umfassen.
Die Oberschicht 24, die Unterschicht 26 und der Absorptionskern 28 können in einer Vielfalt von bekannten Konfigurationen zusammengesetzt werden, insbesondere durch Kleben oder Wärmeprägen. Beispielhafte Windelkonfigurationen sind allgemein in US 3.860.003 ; US 5.221.274 ; US 5.554.145 ; US 5.569.234 ; US 5.580.411 ; und US 6.004.306 beschrieben.
In einem Absorptionsartikel gemäß einem Beispiel umfasst die Oberschicht 24 eine wie vorstehend beschriebene Vliesbahn oder besteht aus dieser, die Spunlace-Baumwolle und Thermoplastfasern, mit einem Muster von Klebverbindungsstellen, umfasst. Die körperseitige Oberfläche des Absorptionsartikels umfasst vorzugsweise die zweite Oberfläche der Vliesbahn, sodass die Seite, die reich an Baumwollfasern ist, der Haut des Trägers zugewandt ist. Dies kann dem Träger und/oder Pfleger eine weiche Oberfläche und den Eindruck von Weichheit bereitstellen. Die Nutzwirkung davon kann für die Oberschicht besonders bedeutend sein, da die Oberschicht mit besonders empfindlichen Teilen des Körpers des Trägers in Kontakt kommen kann.
Als Alternative oder zusätzlich kann eine Vliesbahn, wie vorstehend beschrieben, als Teil der flüssigkeitsundurchlässigen Unterschicht 26 oder als Abdeckung über der bekleidungsseitigen Oberfläche der flüssigkeitsundurchlässigen Unterschicht 26 verwendet werden. Wenn sie auf diese Weise verwendet wird, umfasst die bekleidungsseitige Oberfläche des Absorptionsartikels vorzugsweise die Vliesbahn. Insbesondere umfasst die bekleidungsseitige Oberfläche des Absorptionsartikels vorzugsweise die zweite Oberfläche der Vliesbahn. Auf diese Weise befindet sich die Seite, die reich an Baumwollfasern ist, auf der freiliegenden Außenoberfläche des Absorptionsartikels, und die Seite, die reich an Thermoplastfasern ist, weist nach innen, in Richtung des Absorptionskerns 28. Das Bereitstellen der baumwollreichen Oberfläche auf einer Außenoberfläche des Absorptionsartikels kann wiederum eine weiche Oberfläche darstellen und dem Träger und/oder Pfleger den Eindruck von Weichheit geben.
Bei noch einer weiteren Alternative kann der Absorptionsartikel einen Bund umfassen (in den 11 und 12 nicht gezeigt). Der Bund kann eine Vliesbahn, wie vorstehend beschrieben, umfassen. Die Vliesbahn kann mindestens einen Teil einer Außenoberfläche des Bundes bilden. Insbesondere kann die zweite Seite 126 der Vliesbahn (das heißt die baumwollreiche Seite) mindestens einen Teil der Außenoberfläche bilden. Die Außenoberfläche kann körperseitig oder bekleidungsseitig sein oder kann sowohl eine körperseitige Oberfläche als auch eine bekleidungsseitige Oberfläche einschließen.
Die Windel 20 kann Beinbündchen 32 umfassen, die eine verbesserte Zurückhaltung von Flüssigkeiten und anderen Körperausscheidungen bereitstellen. Beinbündchen 32 können auch als Beinbänder, Seitenklappen, Sperrbündchen oder Elastikbündchen bezeichnet werden. Üblicherweise umfasst jedes Beinbündchen einen oder mehrere elastische Schnüre 33, die in übertriebener Form in den 11 und 12 dargestellt sind, die in der Windel zum Beispiel zwischen der Oberschicht und der Unterschicht im Bereich der Beinöffnungen umfasst sind, um eine wirksame Dichtung während des Gebrauchs der Windel bereitzustellen. Es ist auch üblich, dass die Beinbündchen „Aufsteh“-elastifizierte Klappen (Sperrbeinbündchen 34) umfassen, die die Zurückhaltung der Beinbereiche verbessern. Die Sperrbeinbündchen 34 umfassen üblicherweise auch eine oder mehrere elastische Schnüre 35, die in den 11 und 12 übertrieben dargestellt sind.
Der Absorptionskern 28 kann ein Absorptionsmaterial 60 umfassen, das in einer Kemumwicklung 56 und 58 eingeschlossen ist. Das Absorptionsmaterial 60 kann von 80 Gew.-% zu 100 Gew.-% Superabsorber-Polymer (SAP) 66, wie SAP-Teilchen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Absorptionsmaterials 60, umfassen. Die Kernumhüllung 56 und 58 wird für den Zweck der Beurteilung des Prozentsatzes von SAP in dem Absorptionskern 28 nicht als Absorptionsmaterial 60 betrachtet.
Der Absorptionskern 28 der Erfindung kann Klebstoff umfassen, um zum Beispiel dazu beizutragen, die SAP 66 in der Kernumhüllung 56 und 58 zu immobilisieren und/oder die Intaktheit der Kernumhüllung sicherzustellen, insbesondere, wenn die Kernumhüllung aus einem oder mehreren Substraten besteht. Die Kernumwicklung erstreckt sich in der Regel über eine größere Fläche, als zum Fassen des Absorptionsmaterials 60 darin unbedingt erforderlich ist.
Das Absorptionsmaterial 60 kann in einem oder mehreren Substraten eingekapselt sein. Die Kernumwicklung umfasst eine Oberseite 56, die der Oberschicht 24 zugewandt ist, und eine Unterseite 58, die der Unterschicht 26 zugewandt ist, wie in 12 gezeigt. Die Kernumwicklung kann aus einem einzigen Substrat hergestellt sein, das um das Absorptionsmaterial 60 gefaltet ist. Die Kernumwicklung kann aus zwei Substraten hergestellt sein (eines stellt hauptsächlich die Oberseite und das andere stellt hauptsächlich die Unterseite bereit), die aneinander angebracht sind. Übliche Konfigurationen sind die so genannte C-Umwicklung und/oder Sandwich-Umwicklung.
Die Kemumwicklung kann aus beliebigen Materialien gebildet sein, die sich zum Aufnehmen und Fassen des Absorptionsmaterials 60 eignen. Die Kernhülle kann insbesondere aus einer Vliesbahn, wie einem kardierten Vlies, einem Spinnvlies („S“) oder einem schmelzgeblasenen Vlies („M“) und Laminaten daraus gebildet sein.
Varianten
Beispiele für Absorptionsartikel, bei denen die Oberschicht und/oder Unterschicht eine Vliesbahn umfasst, wurden vorstehend beschrieben. Als Alternative oder zusätzlich zu einer (oder beiden) dieser Möglichkeiten kann eine andere Komponente des Absorptionsartikels die Vliesbahn umfassen. Beispiele für die andere Komponente schließen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen Bund ein.
Obwohl vorstehend das Beispiel einer Windel angegeben wurde, kann die Vliesbahn in anderen Absorptionsartikeln verwendet werden.
In allen Beispielen, die in den 10A-10H gezeigt sind, weisen die diskreten Klebverbindungsstellen eine identische Größe, Form und Ausrichtung auf. Dies ist nicht zwingend erforderlich. In anderen Beispielen können unterschiedliche Klebverbindungsstellen innerhalb eines Musters unterschiedliche Größen, Formen und/oder Ausrichtungen aufweisen. Außerdem muss das Muster diskreter Klebverbindungsstellen kein gleichförmiges Gitter sein, das durch eine vierseitige primitive Zelle definiert ist.
In den vorstehend beschriebenen Beispielen wurden die Klebverbindungsstellen durch die Stifte der Stiftwalze in die erste Seite 124 der Vliesbahn eingeprägt, während die zweite Seite der Vliesbahn im Wesentlichen glatt (flach) blieb. In einigen Beispielen können die Klebverbindungsstellen sowohl in die erste Seite 124 als auch in die zweite Seite der Bahn eingeprägt sein- zum Beispiel durch Bereitstellen von zwei gemusterten Kalanderwalzen anstelle einer gemusterten Walze und einer Glattwalze.
Für die vorstehenden Beispiele wurde vorgeschlagen, dass ein hydrophobes Wachs auf die Vliesbahn aufgetragen werden kann. In anderen Beispielen können andere hydrophobe Verbindungen aufgetragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: ein Silikonpolymer, ein Triglycerid, ein Diglycerid, ein Monoglycerid, einen Kohlenwasserstoff oder einen Wachsester.
PRÜFVERFAHREN
Freifaserlänge
(1) Probenvorbereitung
Wenn ein Vlies in einer Rohmaterialform verfügbar ist, wird eine rechteckige Probe mit einer Größe von 100 mm x 50 mm aus dem Rohmaterial geschnitten, wobei die lange (100 mm) Seite des Rechtecks entlang der MD-Richtung des Materials ausgerichtet ist und die kurze (50 mm) Seite entlang der CD-Richtung des Materials verläuft. Wenn ein Vlies eine Komponente eines fertigen Produkts ist, wird das Vlies unter Verwendung einer Rasierklinge aus dem fertigen Produkt entfernt, um das Vlies aus anderen Komponenten des fertigen Produkts auszuschneiden, und geschnitten, um eine Vliesprobe mit einer Größe von 100 mm x 50 mm bereitzustellen, welche frei von Knicken oder Falten ist. Die Probe sollte aus der Mitte des Artikels ausgeschnitten werden. Das heißt, die Probe wird auf dem Schnittpunkt der Längsachse und der Querachse des Absorptionsartikels mittig ausgerichtet. Die Längsachse der Probe wird daher mit der Längsachse des Absorptionsartikels ausgerichtet, und die Querachse der Probe ist mit der Querachse des Absorptionsartikels ausgerichtet. Die lange (100 mm) Seite des Rechtecks wird parallel zur Längsachse des Artikels ausgerichtet. Ein Kältespray (wie Cyto-Freeze, Control Company, Houston, TX) kann verwendet werden, um erforderlichenfalls die Vliesprobe von anderen Komponenten der fertigen Produkts zu entfernen.
(2) Bilderzeugung und freifaserlänge
Die Seite des Vlieses, in die das Muster von Klebverbindungsstellen eingeprägt wird, wird mit einem Digitalmikroskop betrachtet. Das Gesichtsfeld wird so eingestellt, dass ein digitales Bild erhalten wird, das mindestens 4 benachbarte Klebverbindungsstellen enthält. Das Bild sollte mit einer räumlichen Auflösung aufgenommen werden, um die detaillierte Form jeder Klebverbindungsstelle hinreichend aufzunehmen. Die Bildanalyse wird anschließend durch ein kommerzielles Software-Tool, wie ImageJ 1.49 v, National Institutes of Health, USA, durchgeführt. Das Bild wird räumlich so kalibriert, dass jeder Satz von Pixelkoordinaten in dem Bild einer relativen räumlichen Position in der Ebene des abgebildeten Vlieses entspricht. Ein binäres Bild wird manuell erstellt, in dem jede der erfassten Klebverbindungsstellen als „1“ bezeichnet wird und vom umgebenden Hintergrund segmentiert wird (als „0“ bezeichnet). Jede markierte Klebverbindungsstelle sollte eine vollständig gefüllte Form mit glatten Umrissen sein, um mit dem Muster von Klebverbindungsstellen möglichst einheitlich zu sein. Für jede Klebverbindungsstelle wird der dieser Klebverbindungsstelle entsprechende Koordinatensatz (x_i, y_i) unter Verwendung der Bildverarbeitungssoftware extrahiert. Basierend auf den Koordinaten aller Pixel in einer gegebenen Klebverbindungsstelle, wird der Mittelpunkt des Bindungspunkts (x₀, y₀) als $(x_{0} = \frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} x_{i}, y_{0} = \frac{1}{n} \sum_{i = 1}^{n} y_{i})$
berechnet, wobei n die Gesamtzahl der Pixel ist, die in der Klebverbindungsstelle enthalten sind. Die Einheitenumrechnung von Länge in Pixeln zu Länge in Millimetern wird durch Multiplizieren der Abmessung in Pixeln mit dem Auflösungsverhältnis (R₀) berechnet. Das Auflösungsverhältnis wird bestimmt, indem der auf dem Auflösungsbalken im Bild angegebene Millimeterwert abgelesen und durch die gemessene Länge des Auflösungsbalkens in Pixel dividiert wird.
Vier benachbarte Klebverbindungsstellen werden ausgewählt, wie in dem Beispiel von 13A veranschaulicht, und die vier Mittelpunkte O, P, Q, R dieser vier benachbarten Klebverbindungsstellen werden verbunden, um ein geschlossenes Viereck zu bilden. Dieses Viereck enthält jeweils Teile der vier Klebverbindungsstellen sowie eine Fläche zwischen den Klebverbindungsstellen. Die Fläche innerhalb des vierseitigen OPQR und zwischen den Klebverbindungsstellen wird als die „nicht gebundene Fläche“ bezeichnet, was anzeigt, dass sie kein Teil einer Klebverbindungsstelle ist (obwohl natürlich die einzelnen Faser-Faser-Bindungen zwischen den Thermoplastfasern, die durch Durchluftbindung verliehen werden, in dieser Fläche in der Regel noch vorhanden sind). Die nicht gebundene Fläche, A, wird durch Zählen der Anzahl von Pixeln in der nicht gebundenen Fläche und Umwandeln in mm²-Einheiten gemäß der räumlichen Auflösung des Bildes unter Verwendung des Auflösungsverhältnisses (R₀) bestimmt.
Es sind zwei Linien eingezeichnet, eine verbindet O und Q und die andere verbindet P und R. Die Linie, die O und Q verbindet, wird als Linie OQ bezeichnet, und die Linie, die P und R verbindet, wird als Linie PR bezeichnet, wie in der vergrößerten Ansicht von 13B veranschaulicht. Als Nächstes werden die Punkte identifiziert, an denen die Linien OQ und PR die Grenze der nicht gebundenen Fläche kreuzen. Punkt D der Punkt ist, an dem die Linie OQ die Grenze der Klebverbindungsstelle kreuzt, die O enthält. Punkt E der Punkt ist, an dem die Linie OQ die Grenze der Klebverbindungsstelle kreuzt, die Q enthält. Gleichfalls ist Punkt F der Punkt, an dem die Linie PR die Grenze der Klebverbindungsstelle kreuzt, die P enthält; und Punkt G ist der Punkt, an dem die Linie PR die Grenze der Klebverbindungsstelle, die R enthält, kreuzt. Der Abstand zwischen den Punkten D und E wird mit DE bezeichnet. Der Abstand zwischen den Punkten F und G wird mit FG bezeichnet. Die längere der Abstände DE und FG wird als Länge L definiert.
Der Faserfreilängenparameter wird als der Bereich A geteilt durch die Länge L - das heißt A/L definiert. Dieser Parameter wird in Millimetern auf zwei Dezimalstellen angegeben.
Wenn das Muster diskreter Klebverbindungsstellen ein regelmäßiges Gittermuster (wie jene in 10A-H) ist, ist das Viereck, das zum Berechnen der Freifaserlänge verwendet wird, eine primitive Elementarzelle. Sie wird durch Verbinden von Paaren von Klebverbindungsstelle gebildet, die nächstgelegene Nachbarn sind. In dem Beispiel in 13 ist die primitive Elementarzelle ein Rhombus. Der besseren Klarheit halber geben die 14A und 14B einige Beispiele für eine falsche Auswahl des Vierecks an. 14A zeigt eine nicht primitive Elementarzelle ABCD in gestricheltem Umriss. Sie ist nicht primitiv, da sie mehr als eine Klebverbindungsstelle einschließt, insbesondere eine zusätzliche Klebverbindungsstelle in der Mitte der Elementarzelle einschließt. 14B zeigt zwei Elementarzellen STUV und VWXY in gestricheltem Umriss. Jede von diesen ist eine primitive Elementarzelle, in jeder jede verwendet werden kann, um das gesamte Muster durch Translation kachelartig, lückenlos oder überlappend zu erzeugen, und jede schließt genau eine Klebverbindungsstelle ein. Diese primitiven Elementarzellen werden jedoch durch Verbinden von Klebverbindungsstellen gebildet, die nicht nächstgelegene Nachbarn sind. Insbesondere verbinden die Linien WX, VY, UV und TS Klebverbindungsstellen, die nicht nächstgelegene Nachbarn sind. Nur das vierseitige OPQR in 13 erfüllt alle Anforderungen und ist das korrekte Viereck für die Berechnung der Faserfreilänge. Es ist ersichtlich, dass, bei einer Auswahl von primitiven Elementarzelle in einem 2D-Gittermuster, die korrekte primitive Elementarzelle diejenige mit dem kürzesten Umfang ist.
Der Faserfreilängenparameter kann auch für Muster berechnet werden, die nicht durch ein regelmäßiges Gitter definiert sind. Es ist zu beachten, dass, wenn das Muster diskreter Klebverbindungsstellen nicht einer regelmäßigen Verteilung folgt, es mehrere Kombinationen der 4 benachbarten Klebverbindungsstellen geben könnte, um das geschlossene Viereck zu bilden. Dabei sollten für alle diese Vierecke Werte von A/L berechnet werden und als Faserfreilänge der Maximalwert von A/L gewählt werden.
Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass der Faserfreilängenparameter A/L, mit der kürzeren von zwei möglichen Spannweiten über eine nicht gebundene Fläche korreliert ist. Dies kann erklären, warum kleinere Werte dieses Parameters gut mit einer Reduktion der Fusselbildung (das heißt verbesserter Abnutzungsbeständigkeit) korrelieren.
Abnutzungsbeständigkeit (Fuzzelbildung)
Die Materialfusselleistung wird durch das Abnutzungsbeständigkeitsverfahren gemessen, das die Morphologieänderung einer Vliesoberfläche nach 200 Zyklen des Reibens mit einer geometrischen Figur unter 2,9-KPa-Druck bewerten soll.
Die geometrische Figur ist eine Lissajous-Figur - insbesondere eine Gerade, die allmählich in eine sich erweiternde Ellipse übergeht, bis sie in entgegengesetzter Richtung eine weitere Gerade bildet. Die Gleichungen, die die Lissajous-Figur definieren, lauten wie folgt: ${\begin{matrix} x (θ) = a s i n (p θ) \\ y (θ) = b sin (q θ + ϕ) \\ 0 \leq θ \leq 2 π \end{matrix}$
wobei Φ = 0, a = b, p = 9 and q = 8. Die Reibungsprüfung wird mit einem Martindale-Gerät durchgeführt, das den Anforderungen in ASTM D4966-12 folgt. Für die in Tabelle 1 angegebenen Beispiele wurde eine Darong YG (B) 401T, 9 Position Martindale Abnutzungs- und Pilling-Prüfvorrichtung verwendet.
Vor der Prüfung wird das Vliesmaterial zunächst in die richtige Größe geschnitten, um zum Probenhalter des Martindale-Geräts zu passen. Das Vlies wird straff ohne Falten auf dem Probenhalter fixiert, und seine baumwollreiche Seite (zweite Seite) ist dem Schleifkopf zugewandt. Als Reiboberfläche am Schleifkopf wird eine Silikongummilage mit dem Reibungskoeffizienten im Bereich von 0,48 bis 0,56 verwendet. Die Reibgeschwindigkeit beträgt 25 U/min, und nach 200 Zyklen des Reibens wird das Vliesmaterial zum Klassifizieren aus dem Probenhalter entfernt.
Die Klassifizierungsregel lautet wie folgt:

Wert-1: Die Vliesstoffoberfläche erzeugt keine freien Fasern oder Faserpillen (siehe 15A für ein Beispiel);
Wert-2: Die Vliesstoffoberfläche erzeugt weniger als 10 Faserpillen, und die maximale Abmessung jeder Pille ist kleiner als 1 mm (siehe 15B für ein Beispiel).
Wert-3: Die Vliesstoffoberfläche erzeugt 10 bis 20 Faserpillen, wobei die maximale Abmessung jeder Pille kleiner als 1 mm ist; oder weniger als 10 Faserpillen erzeugt, aber mindestens eine Pille eine maximale Abmessung im Bereich von 1 bis 5 mm aufweist.
Wert-4: Die Vliesstoffoberfläche erzeugt mehr als 20 Faserpillen; oder erzeugt Faserpillen oder -büschel, deren maximale Abmessung größer als 5 mm ist.
Wert-5: Die Vliesoberfläche ist gebrochen (für ein Beispiel siehe 15C).

Thermogravimetrische Analyse (TGA)
Das folgende TGA-Verfahren kann verwendet werden, um den Anteil verschiedener Faserarten in einer Probe der Vliesbahn zu bestimmen. Insbesondere wird es zur Bestimmung des Basisgewichts von Cellulosefasern (zum Beispiel Baumwollfasern) in der Vliesbahn verwendet. Es wird auch zur Bestimmung der relativen Konzentrationen von Cellulosefasern und Thermoplastfasern auf jeder Seite der Bahn verwendet.
Wenn ein Vliesstoff in einer Rohmaterialform verfügbar ist, werden 0,0500 bis 0,0600 g des Vliesmaterials unter Verwendung einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,0001 g gewogen. Dieses Anfangsgewicht wird als Wi aufgezeichnet.
Wenn ein Vlies eine Komponente eines fertigen Produkts ist, wird das Vlies unter Verwendung einer Rasierklinge von dem fertigen Produkt entfernt und von anderen Komponenten des fertigen Produkts getrennt. Ein Kältespray (wie Cyto-Freeze, Control Company, Houston, TX) kann verwendet werden, um erforderlichenfalls die Vliesprobe von anderen Komponenten zu entfernen. Dann wird das Vlies 12 Stunden in Tetrahydrofuran getränkt, um alle Produktklebstoffe aufzulösen. Nach dem Einweichen wird die Vliesprobe 24 h in einem Dunstabzug getrocknet. Danach werden 0,0500 bis 0,0600 g des Vliesmaterials unter Verwendung einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,0001 g gewogen. Dieses Anfangsgewicht wird wieder als Wi aufgezeichnet.
Wenn der Prozentsatz der Cellulosefasern in der ersten Vliesoberfläche gemessen werden soll, muss die Probe 2 Minuten lang in flüssigem Stickstoff getränkt und dann mit einem doppelseitigen Klebeband, dessen zweite Oberfläche nach oben weist, auf eine Metallplatte geklebt werden. Eine rotierende Klinge wird verwendet, um die Probe von ihrer zweiten Oberfläche zu rasieren, bis das Gewicht des verbleibenden Teils 50 % ± 10 % ihres ursprünglichen Gewichts Wi beträgt. Das Gewicht des verbleibenden Teils wird als Wi' aufgezeichnet. (Wenn das Ziel darin besteht, den Gesamtprozentsatz an Cellulosefasern zu berechnen, dann wird dieser Rasierschritt übersprungen.)
Das TGA-Verfahren wird verwendet, um den Prozentsatz an Cellulosefasern in der Probe zu identifizieren. Das verwendete Gerät ist ein TMA/SDTA 2+ LN/600, hergestellt von Mettler Toledo, oder sein Äquivalent. Die Vliesprobe wird in der Kammer platziert und die Temperatur auf 350 °C eingestellt. Die Gewichtsverlustkurve wird überwacht. Wenn die Gewichtsverlustkurve flach wird, stoppen Sie das Experiment und zeichnen Sie den Gesamtgewichtsverlust als WL auf.
Wenn die gesamte Probe geprüft wurde, wird der Gewichtsprozentsatz an Cellulosefasern in der Vliesprobe als WL/Wi berechnet.
Wenn eine rasierte Probe geprüft wurde, wird der Gewichtsprozentsatz an Cellulosefasern in der ersten Vliesoberfläche als WL/Wi' berechnet. (Es versteht sich, dass der Prozentsatz an Cellulosefasern in der zweiten Oberfläche durch ein ähnliches Verfahren bestimmt werden kann, jedoch die Ausrichtung der Probe während des Rasierschritts umkehrt.)
In jedem Fall werden 6 wiederholte Proben geprüft, um das mittlere Ergebnis zu erhalten.
Differentiale Scanningkalorimetrie (DSC)
Das folgende DSC-Verfahren kann verwendet werden, um das Vorhandensein einer Anzahl thermoplastischer Komponenten in dem Vlies zu bestimmen. Zum Beispiel wird es verwendet, um zu bestimmen, ob es sich bei den Thermoplastfasern um Ein- oder Bikomponentenfasern oder um Mehrkomponentenfasern mit mehr als zwei Komponenten handelt.
Wenn ein Vliesstoff in einer Rohmaterialform verfügbar ist, werden 0,1000 bis 0,2000 g des Vliesmaterials unter Verwendung einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,0001 g gewogen.
Wenn ein Vlies eine Komponente eines fertigen Produkts ist, wird das Vlies unter Verwendung einer Rasierklinge von dem fertigen Produkt entfernt und von anderen Komponenten des fertigen Produkts getrennt. Ein Kältespray (wie Cyto-Freeze, Control Company, Houston, TX) kann verwendet werden, um erforderlichenfalls die Vliesprobe von anderen Komponenten zu entfernen. Dann wird das Vlies 12 Stunden in Tetrahydrofuran getränkt, um alle Produktklebstoffe aufzulösen. Nach dem Einweichen wird die Vliesprobe 24 h in einem Dunstabzug getrocknet. Danach werden 0,1000 bis 0,2000 g des Vliesmaterials mit einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,0001 g gewogen.
Das DSC-Verfahren wird verwendet, um den Schmelzpunkt einer thermoplastischen Komponente zu identifizieren. Das verwendete Gerät ist ein DSC1, hergestellt von Mettler Toledo, oder sein Äquivalent. Die Vliesprobe wird in der Kammer platziert und die Temperatur von 100 bis 260 °C abgetastet. Die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit wird auf 5 °C/min eingestellt. Die Wärmeaufnahmekurve wird überwacht. Als Schmelzpunkt einer der thermoplastischen Komponenten wird die Temperatur erkannt, bei der die Kurve ein lokales Maximum (das heißt einen Wärmeaufhahmepeak) aufweist.
Mittlere Faserlänge von Cellulosefasern/Anteil von kurzen Cellulosefasern
Die mittlere Faserlänge einer Probe von Cellulosefasern (zum Beispiel Baumwollfasern) wird als das mittlere Faserlängengewicht gemessen. Gleichfalls wird der Anteil an Kurzfasern (solche, die eine Länge von weniger als 12,7 mm aufweisen) als Fasergewichtsanteil bestimmt. Der Prüfvorgang ist wie folgt:

Schritt 1: Lagern der Fasern bei 25 °C +/- 2 °C und 50 %+/-10 % relativer Feuchtigkeit für 24 Stunden, um ein Gleichgewicht zu erreichen;
Schritt 2: Messen einer Probe von 2,00 g +/- 0,01 g der Fasern unter Verwendung einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,0001 g.
Schritt 3: Geben der Faserprobe in eine AFIS-Prüfvorrichtung(erhältlich bei Uster Technology AG, Schweiz) ein und Erstellen des Faserlängenverteilungsberichts.

Das mittlere Faserlängengewicht und der Prozentsatz an Fasern nach Gewicht, die eine Länge von weniger als 12,7 mm aufweisen, ergeben sich aus dem Faserlängenverteilungsbericht.
Die hierin offenbarten Maße und Werte sollen nicht als streng auf die genauen angegebenen numerischen Werte beschränkt aufgefasst werden. Stattdessen soll, falls nichts anderes angegeben ist, jede dieser Abmessungen die Bedeutung des angegebenen Werts und eines funktional angemessenen Bereichs, der diesen Wert umgibt, aufweisen. Zum Beispiel soll eine Abmessung, die als „40 mm“ offenbart ist, „etwa 40 mm“ bedeuten.
Jedes hierin genannte Dokument, einschließlich jeglicher Rückverweisungen oder verwandter Patente oder Anmeldungen, und jegliche Patentanmeldung oder jegliches Patent, zu der diese Anmeldung Priorität oder den Nutzen davon beansprucht, ist hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit hierin eingeschlossen, sofern es nicht ausdrücklich ausgeschlossen oder anderweitig eingeschränkt ist. Die Zitierung eines Dokuments bedeutet nicht, dass es als Stand der Technik für eine hierin offenbarte oder beanspruchte Ausführungsform anerkannt wird, oder dass es allein oder in Kombination mit anderen genannten Literaturstellen eine solche Ausführungsform lehrt, nahelegt oder offenbart. Sollten ferner beliebige Bedeutungen oder Definitionen eines Ausdruckes in diesem Dokument mit beliebiger Bedeutung oder Definition desselben Ausdruckes in einem durch Bezugnahme eingeschlossenen Dokument in Zwiespalt stehen, gilt die Bedeutung oder Definition, die dem Ausdruck in diesem Dokument zugewiesen wurde.
Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene weitere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollen in den beigefügten Ansprüchen alle derartigen Änderungen und Modifikationen, die in den Schutzbereich der Erfindung fallen, abgedeckt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7786341 [0118]
US 5151092 [0120]
US 3860003 [0123]
US 5221274 [0123]
US 5554145 [0123]
US 5569234 [0123]
US 5580411 [0123]
US 6004306 [0123]

Claims

Absorptionsartikel, umfassend: eine Oberschicht; eine Unterschicht; und einen zwischen der Oberschicht und der Unterschicht liegenden Absorptionskern, wobei der Absorptionsartikel eine Vliesbahn umfasst, wobei die Vliesbahn eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei die Vliesbahn Thermoplastfasern und Cellulosefasern umfasst, wobei mindestens ein Teil der Thermoplastfasern auf der ersten Seite vorhanden ist und mindestens ein Teil der Cellulosefasern auf der zweiten Seite vorhanden ist, wobei die Vliesbahn ein Muster diskreter Klebverbindungsstellen aufweist, wobei das Muster diskreter Klebverbindungsstellen einen Faserfreilängenparameter, wie hierin definiert, mit einem Wert von weniger als 2,90 mm aufweist, und wobei die zweite Seite der Vliesbahn einen Teil einer Außenoberfläche des Absorptionsartikels bildet.
Absorptionsartikel nach Anspruch 1, wobei die diskreten Klebverbindungsstellen in mindestens die erste Seite der Vliesbahn eingeprägt sind.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vliesbahn eine Spunlace-Vliesbahn ist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Cellulosefasern eine mittlere Faserlänge von mindestens 20 mm aufweisen, wobei die mittlere Faserlänge nach Gewicht der Fasern nach dem hierin definierten Prüfverfahren bestimmt ist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vliesbahn ein Basisgewicht im Bereich von 25-70 g/m² aufweist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Thermoplastfasern Mehrkomponentenfasern sind, die eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfassen, wobei die erste Komponente einen ersten Schmelzpunkt aufweist und die zweite Komponente einen zweiten Schmelzpunkt aufweist und sich der - erste Schmelzpunkt von dem zweiten Schmelzpunkt unterscheidet.
Absorptionsartikel nach Anspruch 6, wobei die erste Komponente Polyethylen ist.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Muster ein regelmäßiges Muster basierend auf einer primitiven Zelle ist, die sich gleichmäßig über die Vliesbahn wiederholt.
Absorptionsartikel nach Anspruch 8, wobei die primitive Zelle durch vier Gitterpunkte definiert ist, wobei sich jeder Gitterpunkt im Mittelpunkt eines jeweiligen der diskreten Klebverbindungsstellen befindet.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die diskreten Klebverbindungsstellen mindestens eines oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr der Folgenden aufweisen: identische Größe; identische Form; und identische Ausrichtung.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Gesamtfläche der diskreten Klebverbindungsstellen als ein Anteil der Gesamtfläche der Vliesbahn im Bereich von 5 % bis 50 %, wahlweise 5 % bis 40 % liegt.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vliesbahn mindestens einen Teil der Oberschicht bildet, und wobei die zweite Seite der Vliesbahn eine körperseitige Oberfläche des Absorptionsartikels bildet.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vliesbahn mindestens einen Teil der Unterschicht bildet, und wobei die zweite Seite der Vliesbahn eine bekleidungsseitige Oberfläche des Absorptionsartikels bildet.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Konzentration der Thermoplastfasern an der ersten Seite höher ist als eine Konzentration der Cellulosefasern an der ersten Seite und/oder eine Konzentration der Thermoplastfasern an der zweiten Seite geringer ist als eine Konzentration der Cellulosefasern an der zweiten Seite.
Absorptionsartikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vliesbahn Öffnungen, Vorsprünge und/oder Ausnehmungen umfasst.