DE69722795T2

DE69722795T2 - Ölbeständiger saugfähiger wegwerfartikel

Info

Publication number: DE69722795T2
Application number: DE1997622795
Authority: DE
Inventors: Kenneth Duane ZACHARIAS; Ann Ruth LACHAPELL; Keith Brian NORTMAN; Allen Douglas WOLLER
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2004-04-29
Also published as: CA2249338A1; IL126226A; BR9708569A; JP2000508559A; EP0912202B1; DE69722795T8; US6010972A; EP0912202A1; AU2608697A; ES2197339T3; DE69722795D1; AU730874B2; IL126226A0; WO1997038739A1; CO4810326A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Verbundmaterial, das zur Verwendung in elastischen Verbundmaterialien und saugfähigen Wegwerfprodukten geeignet ist, die mit einem Lösungsmittel verunreinigt werden, das ein Öl umfasst. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein elastisches Verbundmaterial, das einen Klebstoff umfasst, der erwünschte rheologische und Verarbeitungseigenschaften zeigt, um effektive ölbeständige Bindungen zu liefern.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Die Verwendung von Klebstoffmaterialien in saugfähigen Wegwerfhygieneprodukten ist allgemein bekannt. Derartige Klebstoffmaterialien werden im Allgemeinen in saugfähigen Produkten wie Windeln, Trainingshosen für die Sauberkeitserziehung, Inkontinenzprodukten für Erwachsene und Damenhygieneprodukten verwendet, um verschiedene Teile des Produkts miteinander zu verbinden oder ein spezielles Teil in einer gewünschten Position zu halten. In EP 0 386 815-A2 ist beispielsweise ein saugfähiger Wegwerfartikel mit verbesserten Beinabschlüssen beschrieben. Jeder Beinabschluss hat mindestens ein elastisches Element, das eine kumulative Breite definiert.
Ein saugfähiges Wegwerfprodukt ist im Allgemeinen dafür vorgesehen, während des Gebrauchs mit verschiedenen Flüssigkeiten verunreinigt zu werden, wie Wasser, Salzlösung und Körperflüssigkeiten, wie Urin, Menstruationssekret und Blut. Es ist offensichtlich erwünscht, dass das saugfähige Wegwerfprodukt seine Integrität während des Gebrauchs beibehält und das Austreten derartiger Flüssigkeiten, die das Produkt verunreinigen, nicht zulässt. Daher werden Klebstoffmaterialien, die in saugfähigen Wegwerfhygieneprodukten verwendet werden, im Allgemeinen durch derartige Flüssigkeiten nicht wesentlich beeinträchtigt, so dass sie ihre Klebeeigenschaften während des Gebrauchs durch einen Träger nicht wesentlich verlieren.
Zusätzlich zu derartigen Flüssigkeiten kann das saugfähige Wegwerfprodukt auch mit Lösungsmitteln auf Ölbasis verunreinigt werden, wie Babyöl, Lotionen, Salben, Rohvaseline, Sonnenschutzmitteln oder anderen Hautpflegeprodukten. Leider sind momentan in saugfähigen Wegwerfprodukten verwendete Klebstoffmaterialien erwiesenermaßen nicht im Wesentlichen beständig gegenüber derartigen Lösungsmitteln auf Ölbasis, und daher verlieren sie ihre Klebeeigenschaften während der Verwendung durch einen Träger, wenn das saugfähige Wegwerfprodukt mit einem derartigen Lösungsmittel auf Ölbasis verunreinigt wird. Dies führt in der Regel dazu, dass verschiedene Teile des saugfähigen Wegwerfprodukts sich voneinander lösen, und/oder zu einem erhöhten Vorkommen von Flüssigkeitsaustritten.
Ein Verbundmaterial, das elastische Fäden sandwichartig zwischen zwei Substraten angeordnet umfasst, kann beispielsweise in einem saugfähigen Wegwerfprodukt verwendet werden, um den Sitz und die Bequemlichkeit für den Träger zu verbessern, oder um die Saugeigenschaften des saugfähigen Wegwerfprodukts zu verbessern, indem die Wahrscheinlichkeit von Austritten verringert wird. Ein zur Herstellung eines derartigen Verbundmaterials verwendeter Klebstoff muss im Allgemeinen nicht nur die elastischen Fäden zwischen den beiden Substraten an Ort und Stelle halten, sondern auch die elastischen Fäden von der Delaminierung von den Substraten während der Verwendung abhalten. Falls ein derartiger Klebstoff nicht ölbeständig ist und das elastische Verbundmaterial mit einem Lösungsmittel auf Ölbasis verunreinigt wird, können die elastischen Fäden von den Substraten delaminieren, was möglicherweise zu vermehrtem Austreten von Flüssigkeit sowie verringertem Sitz und Unbehagen für den Träger führt.
Es ist daher erwünscht, einen Klebstoff zu entwickeln, der im Allgemeinen ölbeständig ist und sich dennoch leicht verarbeiten lässt, so dass er in effizienter Weise zur Herstellung eines elastischen Verbundmaterials oder eines saugfähigen Wegwerfprodukts verwendet werden kann. Ein solches elastisches Verbundmaterial oder ein saugfähiges Wegwerfprodukt würde daher seine Integrität während der Verwendung durch einen Träger besser beibehalten, wenn das Elastikverbundmaterial oder das saugfähige Wegwerfprodukt während dieser Verwendung mit einem Lösungsmittel auf Ölbasis in Kontakt kommt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein elastisches Verbundmaterial, das einen Klebstoff umfasst, der im wesentlichen beständig gegenüber einem Lösungsmittel auf Ölbasis ist und der leicht zu verarbeiten ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt ein Klebstoff die folgenden Eigenschaften:

a) einen Elastizitätsmodulwert, der bei 40°C größer als 8 × 10⁴ N/m² (8 × 10⁵ Dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist;
b) einen Elastizitätsmodulwert in Öl, der bei 40°C größer als 8 × 10⁴ N/m² (8 × 10⁵ Dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist;
c) einen Viskositätswert von weniger als 30 000 Centipoise bei einer Temperatur von 135°C (275°F); und
d) einen Viskositätswert von mehr als 70 000 Centipoise bei einer Temperatur von 121°C (250°F).

In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein elastisches Verbundmaterial, das zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnete elastische Fäden umfasst, wobei das erste Substrat durch einen Klebstoff an das zweite Substrat gebunden ist, der die hier beschriebenen gewünschten Eigenschaften zeigt. Das elastische Verbundmaterial ist zur Verwendung in saugfähigen Wegwerfprodukten geeignet.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein elastisches Verbundmaterial elastische Fäden, die sich zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat befinden, wobei das erste Substrat durch einen Klebstoff an das zweite Substrat gebunden ist, der die hier beschriebenen gewünschten Eigenschaften zeigt.
In einem anderen Aspekt ist es erwünscht, ein saugfähiges Wegwerfprodukt, wie eine Babywindel, bereitzustellen, wobei das Produkt im Wesentlichen ölbeständig ist, so dass das saugfähige Wegwerfprodukt seine Integrität während des Gebrauchs durch einen Träger im Wesentlichen beibehält, wenn das saugfähige Wegwerfprodukt während des Gebrauchs mit Lösungsmittel auf Ölbasis kontaktiert wird.
In einer Ausführungsform werden diese Ziele in einem saugfähigen Wegwerfprodukt erreicht, das eine Decklage, eine an der Decklage befestigte Unterlage, eine zwischen der Decklage und der Unterlage angeordnete Saugstruktur und ein an der Decklage befestigtes elastisches Verbundmaterial umfasst, wobei das elastische Verbundmaterial elastische Fäden umfasst, die zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnet sind, wobei das erste Substrat durch einen Klebstoff an das zweite Substrat gebunden ist, der die hier beschriebenen erwünschten Eigenschaften zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist erwünscht, dass der erfindungsgemäß brauchbare Klebstoff im Wesentlichen unbeeinträchtigt bleibt, wenn er mit einem Lösungsmittel auf Ölbasis kontaktiert wird. Der Klebstoff als solcher behält die Klebeeigenschaften im Wesentlichen bei, wenn er mit einem solchen Lösungsmittel auf Ölbasis kontaktiert oder diesem anderweitig ausgesetzt wird.
Der Begriff "Klebstoff" soll hier jene Eigenschaft eines beliebigen Materials bedeuten, die ermöglicht, dass das Material Substrate durch Oberflächenhaftung aneinander bindet. Eine solche Bindung kann im Fall eines selbsthaftenden Klebmaterials aus der Ausübung einer Druckkraft oder im Fall eines Heißschmelzklebstoffs aus einer ausreichend hohen Temperatur resultieren, um das Klebstoffmaterial mit einem Substrat zu kontaktieren und an dieses zu binden.
Der erfindungsgemäß brauchbare Klebstoff ist günstigerweise im Wesentlichen unlöslich und nicht dispergierbar in einer Flüssigkeit oder einem Lösungsmittel auf Ölbasis, die bzw. das mit einem Verbundmaterial oder saugfähigen Wegwerfprodukt kontaktiert werden sollen, das den Klebstoff umfasst. Zu solchen Flüssigkeiten gehört Wasser, eine 0,9 Gew.% wässrige Salzlösung, synthetischer Urin und Körperflüssigkeiten, wie Urin, Menstruationssekret und Blut. Zu solchen Lösungsmitteln auf Ölbasis gehören Babyöl, Lotionen, Salben, Rohvaseline, Sonnenschutzmittel oder andere Hautpflegeprodukte. Weil die erfindungsgemäß brauchbaren Klebstoffe in der Flüssigkeit oder dem Lösungsmittel, die mit dem Klebstoff zu kontaktieren sind, im Wesentlichen unlöslich und nicht dispergierbar sind, werden die Klebeeigenschaften des Klebstoffs nicht wesentlich negativ beeinflusst, wenn der Klebstoff mit der Flüssigkeit oder dem Lösungsmittel kontaktiert wird. Dies ist im Allgemeinen im Unterschied gegenüber der Verwendung eines Klebstoffs, der in der Flüssigkeit oder dem Lösungsmittel, die bzw. das mit der Saugstruktur zu kontaktieren ist, im Wesentlichen löslich oder dispergierbar ist, da nach Kontakt der Flüssigkeit oder dem Lösungsmittel mit dem im Wesentlichen löslichen oder dispergierbaren Klebstoff ein solcher Klebstoff in der Flüssigkeit oder dem Lösungsmittel im Wesentlichen löslich oder dispergierbar wird, so dass er nicht länger seine erwünschten Klebeigenschaften zeigt.
Der Begriff "im Wesentlichen unlöslich" soll hier bedeuten, dass im Wesentlichen keine lösliche Fraktion des Klebstoffs in einer Flüssigkeit oder einem Lösungsmittel, die bzw. das mit dem Klebstoff kontaktiert wird, durch solche bekannten Labortechniken, wie Grenzviskositätsmessungen oder Lichtstreuungsversuche, nachgewiesen werden kann, wie sie in "Principles of Colloid and Surface Chemistry", von Paul Hiemenz (1977) beschrieben sind.
Der Begriff "im Wesentlichen nicht dispergierbar" soll hier bedeuten, dass bei Kontakt mit einer Flüssigkeit oder einem Lösungsmittel im Wesentlichen keine dispergierbare Fraktion des Klebstoffmaterials innerhalb eines Größenverteilungsbereichs von 1 μm bis 100 μm unter Verwendung von konventionellem Filterpapier aus der Flüssigkeit oder dem Lösungsmittel filtriert werden kann.
Somit können theoretisch Löslichkeitsuntersuchungen verwendet werden, um ölbeständige Klebstoffpolymere zu identifizieren. Falls im Allgemeinen ein Klebstoff (oder dessen Komponenten) durch Mineralöl oder andere Lösungsmittel auf Ölbasis, die sich in Hautpflegeprodukten befinden, löslich ist oder aufgequollen werden kann, wird das Öl in der Regel den Klebstoff erweichen und schwächen, was zu schwachen Bindungen führt und den Klebstoff erheblich weniger brauchbar macht. Es ist jedoch gefunden worden, dass Löslichkeitsuntersuchungen auf Ölbasis schwierig durchzuführen sind und oft die Auswirkungen von Zeit und Temperatur auf die Öllöslichkeit nicht messen können. Löslichkeitsmessungen als solche können vermutlich bestenfalls nur identifizieren, welche Klebstoffpolymere für ölbeständige Anwendungen in Frage kommen.
Es hat sich im Unterschied dazu herausgestellt, dass rheologische Messungen viel wichtiger sind, um vorherzusagen, inwiefern ein Klebstoff seine Klebeeigenschaften beibehalten kann, wenn er mit einem Lösungsmittel auf Ölbasis verunreinigt wird. Es ist gefunden worden, dass rheologische Messungen die Auswirkungen von Zeit und Temperatur auf die Adhäsion berücksichtigen und die Auswirkungen auf die Öllöslichkeit zeigen. Um eine akzeptable ölbeständige Bindung zu bilden, hat sich auch gezeigt, dass die Viskosität des Klebstoffs berücksichtigt werden muss. Die Viskosität des Klebstoffs sollte im Allgemeinen bei der Auftragungstemperatur des Klebstoffs ausreichend niedrig sein, um so "vorzunetzen" oder anderweitig innigen Kontakt mit der Oberfläche von Foliensubstrat herzustellen oder poröse Vliessubstrate mechanisch zu umhüllen. Nachdem der Klebstoff innigen Kontakt mit dem Substrat hergestellt hat, werden Grenzflächenadhäsionskräfte in der Regel die Klebebindung erhöhen. Die rheologischen Eigenschaften nach Verunreinigung mit einem Lösungsmittel auf Ölbasis müssen ausreichend sein, um bei Einwirkung der Verformungskräfte des normalen Gebrauchs, wie dem Gehen, Krabbeln oder anderen Bewegungen eines Trägers oder Anwenders, Kohäsionsversagen zu widerstehen. Es ist erfindungsgemäß gefunden worden, dass sowohl die gewünschten rheologischen als auch die gewünschten Viskositätseigenschaften eines Klebstoffs gezeigt werden müssen, damit ein Klebstoff die erwünschten ölbeständigen Klebeeigenschaften erreicht.
Für das erfindungsgemäße Klebstoffmaterial erwünschte rheologische Eigenschaften schließen ein, dass effektive Werte für Elastizitätsmodul und Elastizitätsmodul in Öl gezeigt werden. Der Elastizitätsmodulwert eines Klebstoffmaterials (G') soll die Spannung in Phase mit der Dehnung in einer sinusförmigen Scherungsverformung, geteilt durch die Dehnung, zeigen; es ist ein Maß für die pro Zyklus gespeicherte und zurückgewonnene Energie, wenn unterschiedliche Systeme mit derselben Dehnungsamplitude verglichen werden. Das Klebstoffmaterial soll keinen Elastizitätsmodulwert zeigen, der so niedrig ist, dass dem Klebstoff ausreichende Kohäsionsfestigkeit fehlt, um Delaminierung zu widerstehen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff zeigt somit einen Elastizitätsmodulwert, der bei 40°C größer als 8·10⁴ N/m² (8 × 10⁵ Dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist, gemessen nach den Verfahren, die hier im Abschnitt Testverfahren beschrieben sind.
Der Elastizitätsmodulwert in Öl für ein Klebstoffmaterial soll den Elastizitätskoeffizienten wiedergeben, der das Verhältnis von Spannung zu Dehnung wiedergibt, wenn das Klebstoffmaterial unter dynamischer Last verformt wird, wobei das Klebstoffmaterial vor seiner Bewertung mit einem Lösungsmittel auf Ölbasis kontaktiert worden ist. Das Klebstoffmaterial soll keinen Elastizitätsmodulwert in Öl zeigen, der zu niedrig ist, so dass dem Klebstoff ausreichende Kohäsionsfestigkeit fehlt, um Delaminierung zu widerstehen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff zeigt somit einen Elastizitätsmodulwert in Öl, der bei 40°C größer als 8 × 10⁴ N/m² (8 × 10⁵ Dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist, gemessen nach den Verfahren, die hier im Abschnitt Testverfahren beschrieben sind.
Der erfindungsgemäße Klebstoff zeigt wünschenswerterweise einen Elastizitätsmodulwert in Öl, der vorteilhaft mindestens 50%, geeigneterweise mindestens 75% und besonders geeignet mindestens 90% des Elastizitätsmodulwerts des Klebstoffs ist.
Zu den für das erfindungsgemäße Klebstoffmaterial gewünschten Verarbeitungseigenschaften gehört das Aufweisen effektiver Viskositätswerte. Der Viskositätswert eines Klebstoffmaterials soll die scheinbare Viskosität des Klebstoffmaterials wiedergeben. Es ist im Allgemeinen erwünscht, dass das erfindungsgemäße Klebstoffmaterial effektive Viskositätswerte bei den Temperaturen von 121°C (250°F) und 135°C (275°F) zeigt. Die Temperatur von 135°C (275°F) ist eine typische Mindesttemperatur, die zum Auftragen von Klebstoffen auf ein Vliesstoffsubstrat verwendet wird, um ein Elastikverbundmaterial oder ein saugfähiges Wegwerfprodukt herzustellen. Temperaturen unter 135°C (275°F) können im Allgemeinen nicht verwendet werden, weil der Klebstoff im Allgemeinen zu viskos ist, um richtig auf ein Vliesstoffsubstrat aufgetragen zu werden, um zu einer effektiven Klebebindung zu führen. Temperaturen oberhalb von 151°C (375°F) können im Allgemeinen nicht verwendet werden, weil das Substrat, wie ein Polypropylenvliesstoff, auf das der Klebstoff aufgetragen wird, durch diese hohe Temperatur beschädigt werden kann.
Es ist somit erwünscht, dass das Klebstoffmaterial bei einer Temperatur von 135°C (275°F) keinen Viskositätswert zeigt, der zu hoch ist, so dass der Klebstoff weder effektiv in ein poröses Substrat eindringt noch effektiv vornetzt oder anderweitig innigen Kontakt mit einem Substrat herstellt, was zu einer schwachen Bindung führt. Daher zeigt der erfindungsgemäße Klebstoff bei einer Temperatur von 135°C (275°F) einen Viskositätswert, der unter 30 000 Centipoise liegt, gemessen nach den Verfahren, die hier im Abschnitt Testverfahren beschrieben sind.
Es ist auch erwünscht, dass das Klebstoffmaterial keinen Viskositätswert bei einer Temperatur von 121°C (250°F) zeigt, der zu niedrig ist, so dass der Klebstoff nicht sehr rasch nach der Auftragung des Klebstoffs auf ein Substrat "abbindet" oder erstarrt, da der Klebstoff migrieren oder anderweitig in unerwünschte Positionen auf dem Substrat fließen kann. Der erfindungsgemäße Klebstoff zeigt somit bei einer Temperatur von 121°C (250°F) einen Viskositätswert, der größer als 70 000 Centipoise ist und bis zu 1 000 000 Centipoise beträgt, gemessen nach den Verfahren, die hier im Abschnitt Testverfahren beschrieben sind.
Erfindungsgemäß brauchbare Klebstoffe können von jedem bekannten Typ sein, wie thermoplastischem Heißschmelzklebstoff oder Reaktivklebstoff, solange sie die Anforderungen von Anspruch 1 erfüllen. Ein Beispiel für einen thermoplastischen Heißschmelzklebstoff schließt ein Klebstoffmaterial ein, das ein Polybutylenpolymer, ein Kohlenwasserstoffklebrigmacherharz und ein Wachs umfasst, das von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley H9220 erhältlich ist. Eine Beschreibung der Zusammensetzungen von Heißschmelzklebstoffen findet sich beispielsweise im "CRC Elastomer Technology Handbook", herausgegeben von Nicholas P. Cheremisinoff (CRC Press, 1993), Kapitel 24.
Beispiele für Reaktivklebstoffe schließen Zweikomponenten-Polyurethane, feuchtigkeitsgehärtete Polyurethane und Epoxide ein. Die Chemie dieser Reaktivklebstoffe ist Fachleuten bekannt und findet sich beispielsweise in "Contemporary Polymer Chemistry" von Harry Alcock und Frederick Lampe (Prentice Hall, 1990).
Eine gleichförmigere Ausbreitung des Klebstoffs führt in der Regel dazu, dass weniger von dem Klebstoff erforderlich ist, um eine wirksame und effiziente Adhäsion von Teilen innerhalb eines Verbundmaterials oder eines saugfähigen Wegwerfprodukts zu erreichen, verglichen mit der weniger gleichförmigeren Ausbreitung des Klebstoffs. Außerdem können die oberen und unteren Grenzen der Menge an Klebstoff, die in einem Verbundmaterial oder einem saugfähigen Wegwerfprodukt verwendet werden soll, durch die Beschaffenheit der Materialien beeinflusst werden, die das Verbundmaterial oder saugfähige Wegwerfprodukt umfassen. Allgemein gesagt möchte man so wenig von dem Klebstoff wie möglich verwenden.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein elastisches Verbundmaterial, wie beispielsweise eine Aufnahme- bzw. Rückhalteklappe, zur Verwendung in einem saugfähigen Wegwerfprodukt. Das elastische Verbundmaterial hat einen proximalen Rand, der zur Verbindung mit dem saugfähigen Wegwerfprodukt vorgesehen ist, und einen distalen Rand, der dem proximalen Rand gegenüber liegt. Das elastische Verbundmaterial umfasst eine erste Substratschicht, in der Regel aus einem Vliesmaterial, eine zweite Substratschicht, in der Regel aus einem Vliesmaterial, und ein Elastikelement, das zwischen den ersten und zweiten Substratschichten angeordnet ist, in der Regel nahe dem distalen Rand des elastischen Verbundmaterials. In einer speziellen Ausführungsform dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung sind die Elastikelemente klebend an die erste Substratschicht gebunden. In einer zweiten Ausführungsform dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung verbindet ein Muster aus intermittierenden Klebeverbindungen die erste und die zweite Schicht und verbindet intermittierend das Elastikelement mit der ersten und der zweiten Schicht. In einer dritten Ausführungsform dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung werden die ersten und zweiten Schichten aus einem einzigen integralen Materialstück gebildet, das auf sich selbst gefaltet ist. Ein Muster aus intermittierendem Klebstoff verbindet die ersten und zweiten Schichten miteinander und verbindet intermittierend das Elastikelement mit der ersten und der zweiten Schicht. Solche elastischen Verbundmaterialien sind beispielsweise in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 08/213 338 beschrieben, eingereicht am 14. März 1994 von David P. Kielpikowski.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem anderen Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Verbundmaterials, wie einer Aufnahme- bzw. Rückhalteklappe, zur Verwendung mit einem saugfähigen Wegwerfprodukt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer ersten Schicht eines Substrats, wie eines Vliesmaterials, das sich in einer ersten Richtung bewegt. Zwei Elastikelemente, die sich in die erste Richtung bewegen, werden lateral beabstandet an der ersten Schicht befestigt. Eine zweite Schicht aus einem Substratmaterial, das sich in die erste Richtung bewegt, wird klebend an die erste Schicht gebunden, um ein Verbundmaterial mit ersten und zweiten Seitenrändern in Längsrichtung zu bilden. Die zweite Schicht aus Substratmaterial wird klebend an die erste Schicht aus Substratmaterial gebunden, so dass sich die Elastikelemente zwischen der ersten und der zweiten Schicht befinden und sich ein erstes Muster von Klebebindungen zwischen den Elastikelementen befindet. Das Verbundmaterial wird in der ersten Richtung zwischen den Elastikelementen gespalten, um zwei Spaltverbundmaterialien zu bilden. Die Spaltverbundmaterialien werden dann in einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung geschnitten, um eine Aufnahme- bzw. Rückhalteklappe zu bilden.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Verbundmaterials, wie einer Aufnahme- bzw. Rückhalteklappe, zur Verwendung mit einem saugfähigen Wegwerfprodukt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines einzigen integralen Substratstücks, wie eines Vliesmaterials, das Falten dieses Substratstücks, um erste und zweite Substratschichten zu liefern; das Positionieren eines Elastikelements zwischen den ersten und zweiten Substratschichten und das intermittierende Auftragen eines erfindungsgemäßen Klebstoffs, um das Elastikelement an die erste und zweite Schicht zu binden.
Spezifische Beispiele für Materialien, die zur Verwendung als erste und zweite Schicht aus Substratmaterial geeignet sind, schließen Vliesmaterialien, wie spinngebundene oder schmelzgeblasene thermoplastische Polymere, wie Polyolefine; gebundene kardierte Bahnen; Film- bzw. Folienmaterialien, wie Polyolefin-, Ethylen/Vinylacetat-, Ethylmethacrylat- und Polyesterfolien; Schaummaterialien wie Polyolefinschäume; Gewebematerialien, wie Polypropylen-, Polyethylen- oder Polyestergewebe; und Verbundmaterialien und Laminate der obigen Vlies-, Folien-, Schaum- und Gewebematerialien ein. In einer speziellen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Schichten aus wärmeschmelzbaren Materialien aus einem Vliesmaterial gebildet, wie spinngebundenem oder schmelzgeblasenem Polyethylen- oder Polypropylenmaterial. In einer anderen spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten Substratmaterialien nicht-integral gebildet. Das bedeutet, dass die ersten und zweiten Schichten aus Substratmaterial separate Elemente wiedergeben, die nicht durch andere als durch thermische, klebende oder andere Befestigungstechniken verbunden sind. Speziell sind die ersten und zweiten Schichten nicht durch ein Faltverfahren aus einem integralen Materialstück gebildet. In einer anderen speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die ersten und zweiten Substratschichten integral gebildet. Das heißt, dass die ersten und zweiten Schichten durch ein Faltverfahren aus einem einzigen integralen Materialstück gebildet worden sind.
Das Elastikelement kann jedes elastomere Material umfassen, das um mindestens 50%, wechselweise um mindestens 250%, wechselweise um mindestens 350 gedehnt werden kann und sich innerhalb von mindestens 75%, insbesondere mindestens 50% seiner gedehnten Länge (ursprüngliche Länge plus Dehnung) erholen kann. Das Elastikelement kann in Form von Bändern, individuellen Strängen oder anderen Konfigurationen vorliegen. In einer Ausführungsform liegt das Elastikelement in Form individueller elastomerer Fäden aus elastomerem Material vor. Das erfindungsgemäße Elastikverbundmaterial kann ein einzelnes Elastikelement oder zwei oder mehr Elastikelemente umfassen. In einer spezifischen Ausführungsform umfasst das Elastikelement einen Lycra®-Faden von 470 Dezitex, der im Handel von E. I. DuPont de Nemours und Co. erhältlich ist. Alternativ kann das Elastikelement aus einem thermoplastischen Elastomer oder einem natürlichen oder synthetischen Kautschuk zusammengesetzt sein, die im Handel von J. P. S. Elastomerics Corp. erhältlich sind. Das Elastikelement kann auch aus einem wärmeaktivierbaren Elastikmaterial zusammengesetzt sein, wie Pebax®, im Handel erhältlich von Atochem, Inc., das nach Vereinigung mit der Aufnahme- bzw. Rückhalteklappe durch Wärmebehandlung aktiviert werden kann.
In einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein saugfähiges Wegwerfprodukt mit einem vorderen Bereich, einem hinteren Bereich und einem Schrittbereich, der die vorderen und hinteren Bereiche verbindet. Der Schrittbereich hat in Längsrichtung gegenüberliegende Seitenbereiche. Das saugfähige Wegwerfprodukt umfasst eine flüssigkeitsdurchlässige Decklage, eine an der Decklage befestigte Unterlage und eine zwischen der Decklage und der Unterlage angeordnete Saugstruktur. Ein Paar von Aufnahme- bzw. Rückhalteklappen aus Elastikverbundmaterial erstreckt sich in Längsrichtung von dem vorderen Bereich des saugfähigen Wegwerfprodukts zu dem hinteren Bereich. Die. Aufnahme- bzw. Rückhalteklappen haben einen proximalen Rand und einen distalen Rand, der dem proximalen Rand gegenüberliegt. Der proximale Rand ist im Schrittbereich und an den vorderen und hinteren Bereichen mit der Unterlage verbunden. Die Aufnahme- bzw. Rückhalteklappen umfassen eine erste Schicht aus wärmeschmelzbarem Material, eine zweite Schicht aus wärmeschmelzbarem Material und ein Elastikelement, das zwischen den ersten und zweiten Schichten aus wärmeschmelzbarem Material neben dem distalen Rand angeordnet ist.
Fachleute werden Materialien kennen, die zur Verwendung als Decklage und Unterlage geeignet sind. Beispiele für Materialien, die zur Verwendung als Decklage geeignet sind, sind flüssigkeitsdurchlässige Materialien, wie spinngebundenes Polypropylen oder Polyethylen mit einem Flächengewicht von 15 bis 25 g/m². Beispiele für Materialien, die zur Verwendung als Unterlage geeignet sind, sind flüssigkeitsundurchlässige Materialien, wie Polyolefinfolien sowie dampfdurchlässige Materialien, wie mikroporöse Polyolefinfolien.
Eine geeignete Saugstruktur umfasst im Allgemeinen eine faserige Matrix, in der beispielsweise ein Hydrogel bildendes polymeres Material dispergiert ist, so dass die faserige Matrix das Hydrogel bildende, polymere Material einschließt oder festlegt.
"Hydrogel bildendes polymeres Material" soll hier die Bezeichnung eines Materials mit hohem Absorptionsvermögen bedeuten, das üblicherweise als Superabsorbensmaterial bezeichnet wird, Solche Materialien mit hohem Absorptionsvermögen können im Allgemeinen eine Menge einer Flüssigkeit, wie synthetischen Urin, eine 0,9 Gew.% wässrige Salzlösung oder Körperflüssigkeiten wie Menstruationssekret, Urin oder Blut, von mindestens dem 10-fachen, geeigneterweise dem 20-fachen und bis zu dem 100-fachen des Gewichts des Superabsorbensmaterial unter den Bedingungen absorbieren, bei denen das Superabsorbensmaterial verwendet wird. Zu typischen Bedingungen gehört beispielsweise eine Temperatur zwischen 0°C und 100°C und geeigneterweise Umgebungsbedingungen, wie 23°C und 30 bis 60% relative Feuchtigkeit. Nach Absorption der Flüssigkeit quillt das Superabsorbensmaterial in der Regel auf und bildet ein Hydrogel.
Das Superabsorbensmaterial kann aus einem organischen, Hydrogel bildenden, polymeren Material, das natürliche Materialien wie Agar, Pektin und Guar einschließen kann, sowie synthetischen, Hydrogel bildenden, polymeren Materialien gebildet sein. Zu den synthetischen, Hydrogel bildenden, polymeren Materialien gehören beispielsweise Carboxymethylcellulose, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäure, Polyacrylamide, Polyvinylalkohol, Ethylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyvinylether, Hydroxypropylcellulose, Polyvinylmorpholinon, Polymere und Copolymere von Vinylsulfonsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide und Polyvinylpyridine. Andere geeignete, Hydrogel bildende, polymere Materialien schließen hydrolysierte, mit Acrylnitril gepfropfte Stärke, mit Acrylsäure gepfropfte Stärke und Isobutylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymere und Mischungen davon ein. Die Hydrogel bildenden, polymeren Materialien sind vorzugsweise leicht vernetzt, um das Material im Wesentlichen wasserunlöslich, aber dennoch wasserquellbar zu machen. Vernetzen kann beispielsweise durch Bestrahlung oder kovalente, ionische, van-der-Waals- oder Wasserstoffbrückenbindung erfolgen. Geeignete Hydrogel bildende, polymere Materialien sind in der Regel von verschiedenen kommerziellen Anbietern erhältlich, wie The Dow Chemical Company, Hoechst Celanese, Allied Colloids Limited oder Stockhausen, Inc.
Geeigneterweise liegt das Hydrogel bildende, polymere Material in Form von Teilchen vor, die im nicht gequollenen Zustand maximale Querschnittdurchmesser im Bereich von 50 μm bis 1000 μm und geeigneter im Bereich von 100 μm bis 800 μm haben, wie durch Siebanalyse gemäß dem ASTM-Test (American Society for Testing and Materials; ASTM), Verfahren D-1921, ermittelt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die Teilchen aus Hydrogel bildendem, polymerem Material, die in den oben beschrieben Größenbereichen liegen, feste Teilchen, poröse Teilchen oder agglomerierte Teilchen umfassen, die viele kleinere Teilchen umfassen, welche zu Teilchen agglomeriert sind, die in den beschriebenen Größenbereichen liegen.
Das Hydrogel bildende, polymere Material ist in der erfindungsgemäßen Saugstruktur in einer wirksamen Menge vorhanden, um zu bewirken, dass die Saugstruktur in der Lage ist, unter erwünschten Bedingungen eine gewünschte Menge an Flüssigkeit aufzusaugen. Das Hydrogel bildende, polymere Material ist in der erfindungsgemäßen Saugstruktur in einer Menge vorhanden, die vorteilhaft 5 bis 95 Gew.%, geeigneterweise 15 bis 85 Gew.% und geeigneter 20 bis 80 Gew.% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydrogel bildenden, polymeren Materials in der Saugstruktur.
Der Begriff "Faser" oder "faserig" soll hier ein teilchenförmiges Material bezeichnen, bei dem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser mehr als 10 beträgt. Im Unterschied dazu soll ein "faserloses" oder "nicht faseriges" Material ein teilchenförmiges Material bezeichnen, bei dem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser 10 oder weniger beträgt.
Die faserige Matrix kann durch Luftablegen von Fasern, durch ein Spinnbinde- oder Schmelzblasverfahren, ein Kardierverfahren, ein Nasslegeverfahren oder durch im Wesentlichen beliebige andere Mittel gebildet werden, die Fachleuten zur Bildung einer faserigen Matrix bekannt sind.
Verfahren zur Einarbeitung des erfindungsgemäßen, Hydrogel bildenden, polymeren Materials in eine faserige Matrix sind Fachleuten bekannt. Zu geeigneten Verfahren gehört das Einarbeiten von Hydrogel bildendem, polymerem Material in die Matrix während der Bildung der Matrix, wie durch Luftablegen der Fasern aus der faserigen Matrix und des Hydrogel bildenden, polymeren Materials zur gleichen Zeit oder Nasslegen der Fasern der faserigen Matrix und des Hydrogel bildenden, polymeren Materials zur gleichen Zeit. Es ist alternativ möglich, das Hydrogel bildende, polymere Material nach Bildung der faserigen Matrix auf die faserige Matrix aufzutragen. Andere Verfahren schließen das sandwichartige Anordnen des Hydrogel bildenden, polymeren Materials zwischen zwei Materialien ein, von denen mindestens eine faserig und flüssigkeitsdurchlässig ist. Das Hydrogel bildende, polymere Material kann im Allgemeinen gleichförmig zwischen den beiden Materiallagen angeordnet werden, oder kann in getrennten Taschen angeordnet werden, die durch zwei Lagen gebildet werden. Das Hydrogel bildende, polymere Material kann in individuellen Schichten in einer im Allgemeinen gleichförmigen Weise verteilt werden, oder kann in den faserigen Schichten als Schicht vorhanden sein, oder einer anderen ungleichförmigen Verteilung.
Die faserige Matrix kann in Form einer einzigen, integral gebildeten Schicht oder eines Verbundmaterials vorliegen, das mehrere Schichten umfasst. Falls die faserige Matrix mehrere Schichten umfasst, befinden sich die Schichten vorzugsweise in Flüssigkeitsverbindung miteinander, so dass eine in einer faserigen Schicht vorhandene Flüssigkeit in die andere faserige Schicht fließen oder transportiert werden kann. Die faserigen Schichten können beispielsweise durch Hülllagen aus Zellulosetissue getrennt sein, wie Fachleuten bekannt ist.
Wenn die faserige Matrix eine einzige, integral gebildete Schicht umfasst, kann die Konzentration des Hydrogel bildenden, polymeren Materials entlang der Dicke der faserigen Matrix in allmählicher, nicht in Schritten erfolgender Weise zunehmen. In ähnlicher Weise kann die Dichte durch die Dicke hindurch schrittweise oder nicht schrittweise abnehmen. Die erfindungsgemäßen Saugstrukturen können im Allgemeinen eine beliebige Größe oder Abmessung haben, solange die Saugstruktur erwünschte Saugcharakteristika zeigt.
Die erfindungsgemäße Saugstruktur kann auch mit anderen Saugstrukturen verwendet oder kombiniert werden, wobei die erfindungsgemäße Saugstruktur als getrennte Schicht oder als individuelle Zone oder Fläche innerhalb einer größeren Verbundsaugstruktur verwendet wird. Die erfindungsgemäße Saugstruktur kann mit anderen Saugstrukturen nach Verfahren kombiniert werden, die Fachleuten bekannt sind, wie unter Verwendung von Klebstoffen oder einfach durch schichtweise erfolgendes Zusammenlegen der verschiedenen Strukturen und Zusammenhalten der Verbundstrukturen mit beispielsweise Tissue.
Die erfindungsgemäßen Saugstrukturen sind zum Aufsaugen vieler Flüssigkeiten, wie Wasser, Salzlösung und synthetischem Urin, und Körperflüssigkeiten, wie Urin, Menstruationssekret und Blut geeignet, und sind zur Verwendung in saugfähigen Wegwerfprodukten, wie Windeln, Inkontinenzprodukten für Erwachsene und Betteneinlagen, in Menstruationsprodukten, wie Damenbinden und Tampons, und in anderen saugfähigen Produkten, wie Wischlappen, Lätzchen, Wundauflagen und chirurgischen Umhängen oder Kleidungsstücken geeignet.
Saugfähige Wegwerfprodukte gemäß allen Aspekten der vorliegenden Erfindung werden während des Gebrauchs im Allgemeinen mehrfach mit Körperflüssigkeit verschmutzt. Demzufolge sind die saugfähigen Wegwerfprodukte wünschenswerterweise in der Lage, mehrfache Verschmutzungen mit Körperflüssigkeiten in Mengen aufzusaugen, denen die Saugprodukte und -strukturen während des Gebrauchs ausgesetzt sind. Die Verschmutzungen sind im Allgemeinen voneinander durch einen Zeitraum getrennt.
TESTVERFAHREN
ELASTIZITÄTSMODUL
Der Elastizitätsmodulwert einer Klebstoffmaterialprobe wird für eine Massenklebstoffprobe gemessen, die nicht an irgendeinem Substrat hängt. Eine kreisförmige Klebstoffmaterialprobe mit einer Dicke von 2 bis 3 mm und einem Durchmesser von 25 mm wird hergestellt. Die Klebstoffmaterialprobe wird auf die untere von zwei Platten mit 25 mm Durchmesser einer Parallelplattenspannvorrichtung auf einem Rheometrics RDS IIE Dynamic Spectrometer, einem mechanisch angetriebenen Oszillationssystem, gegeben, das von Rheometrics, Inc., 1 Possumtown Road, New Jersey 08854, USA, erhältlich ist. Die obere Platte wird auf die Klebstoffmaterialprobe abgesenkt, bis das Normalkraftmessgerät des Systems eine leichte Verformung erkennt. Die Klebstoffprobe kann nach Bedarf auf oberhalb ihres Schmelzpunkts erwärmt werden, damit sie eine ausreichende Klebrigkeit zeigt, um so auf die Platten geklebt zu werden. Der Klebstoffmaterialprobe wird dann in einer geheizten Testkammer mit Zwangsbelüftung bei einer Temperatur von 40°C ermöglicht, ins Gleichgewicht zu kommen, wobei die Temperatur gewählt wurde, um die Körpertemperatur eines Trägers eines saugfähigen Wegwerfprodukts am besten zu simulieren. Dann wird ein Minicomputer verwendet, um die Ausübung einer 1% Doppelscherbeanspruchung auf die Klebematerialprobe zu steuern, wobei die Frequenz der Ausübung auf einen Bruchteil eines Rad/Sekunde gesteuert wird. Der Elastizitätsmodulwert für eine Klebstoffmaterialprobe kann aus Geometriefaktoren, Doppelamplitude des Drehmomentsignals und der Phasenverschiebung der Drehmoment-Ausgangswelle berechnet werden. In der Regel wird ein Computer mit Software von Rheometrics, Inc., verwendet, um den Betrieb des mechanisch angetriebenen Oszillationssystems zu steuern und den Elastizitätsmodulwert sowie andere rheologische Parameter der Klebstoffmaterialprobe zu berechnen. Der Elastizitätsmodulwert kann als Frequenzabtastung von 0,1 Rad pro Sekunde bis 100 Rad pro Sekunde angezeigt werden. Der Frequenzbereich von 0,1 Rad pro Sekunde bis 100 Rad pro Sekunde ist die dynamische Grenze des hier verwendeten mechanisch angetriebenen Oszillationssystem Rheometrics RDS IIE Dynamic Spectrometer, dieser Frequenzbereich entspricht jedoch auch den Frequenzen (oder Zeitmaßen), denen saugfähige Wegwerfprodukte typischerweise im Gebrauch begegnen, wie eines Babys, das läuft, während es eine Windel trägt.
Wenn nicht anderweitig beschrieben, werden der Elastizitätsmodulwert und andere rheologische Eigenschaften so gemessen, wie es in dem standardisierten Testverfahren ASTM D4440-93 "Standard Practice for Rheological Measurement of Polymer Melts Using Dynamic Mechanical Procedures" beschrieben ist, vollständig zitiert zum Zweck der Bezugnahme. Eine weitere Erklärung von Polymerrheologie und Messung findet, sich in "Viscosity Properties of Polymers", John D. Ferry, John Wiley & Sons, 3. Auflage, Seiten 41 bis 43, (1980).
ELASTIZITÄTSMODUL IN ÖL
Mehrere kreisförmige Klebstoffmaterialproben werden hergestellt, die jeweils eine Dicke von etwa 1 mm und einen Durchmesser von 25 mm haben. Die Klebstoffmaterialproben werden 4 Stunden bei 40°C in eine Babyölzusammensetzung eingetaucht, die Mineralöl, einen Duftstoff und Tocopherylacetat umfasst, erhältlich von Johnson & Johnson Consumer Products, Inc., Skillman, New Jersey, USA. Eine Dicke von 1 mm wird verwendet, damit das Babyöl besser die gesamte Dicke der Klebstoffmaterialproben durchdringen kann. Die Klebstoffmaterialproben werden dann von dem Babyöl entfernt und mit Papiertüchern trockengetupft. Dann werden drei der 1 mm dicken Klebstoffmaterialproben aufeinander gestapelt, um eine einzige Klebstoffmaterialprobe mit einer Dicke von 2 bis 3 mm zu erhalten. Die einzelne Klebstoffmaterialprobe, die einen Stapel der 1 mm dicken Klebstoffmaterialproben umfasst, wird dann auf die untere der beiden Platten mit 25 mm Durchmesser einer Parallelplattenspannvorrichtung auf einem mechanisch angetriebenen Oszillationssystem RDS IIE Dynamic Spectrometer angeordnet, und der Elastizitätsmodulwert in Öl für eine Klebstoffmaterialprobe wird unter Verwendung von im Wesentlichen dem gleichen Testverfahren ermittelt, das zum Ermitteln des Elastizitätsmodulwerts verwendet wurde.
VISKOSITÄT
Der Viskositätswert einer Klebstoffmaterialprobe wird für eine Massenklebstoffprobe gemessen. Verwendet wird ein Brookfield Modell DVIII Thermoselsystemviskometer der Serie RV, erhältlich von Bröokfield Engineering Laboratories, Inc., Stoughton, Massachusetts, USA. 10,5 g einer Klebstoffmaterialprobe werden in einen geheizten Thermosel gegeben und 15 bis 20 Minuten auf eine Anfangstemperatur von 400°F (204°C) erwärmen gelassen. Eine Spindel aus rostfreiem Stahl, Modellnummer SC27, wird in den geheizten Thermosel abgesenkt und an dem Viskometer befestigt. Die Spindelgeschwindigkeit wird so eingestellt, dass die angezeigten prozentualen Drehmomentwerte 20 bis 80% des Vollausschlags betragen. Alle 5 Minuten wird eine Viskositätsablesung genommen, bis sich die Ablesung 10 Minuten stabilisiert (+/– 0,5 Drehmomentwerte) hat. Die stabilisierte Ablesung wird als Viskositätswert bei dieser Temperatur aufgezeichnet. Der Temperatureinstellungswert wird dann um 25°F (14°C) verringert und das Verfahren wiederholt.
Der Viskositätswert wird, außer wenn hier anderweitig beschrieben ist, wie in dem standardisierten Testverfahren ASTM D3236-88 "Standard Test Method for Apparent Viscosity of Hot Melt Adhesives and Coating Materials" gemessen.
BEISPIELE
Probe 1 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Styrol/Isopren/Styrol-Kautschukblockcopolymer, Kohlenwasserstoff-Klebrigmacherharze und Mineralöl umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., 11320 Watertown Plank Road, Wauwatosa, Wisconsin, 53226, USA, unter der Bezeichnung Findley H2525A.
Probe 2 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Polyesterpolymer, polare Klebrigmacherharze und Polyester-Weichmacher umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley H9202.
Probe 3 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Polyamidpolymer, Harzester-Klebrigmacherharze und polaren Weichmacher umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley 1142–144A.
Probe 4 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Polybutylenpolymer, Kohlenwasserstoff-Klebrigmacherharze, ein Wachs und ein Kristallkeimbildungsmittel umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley H9220.
Probe 5 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Styrol/Butadien/Styrol-Kautschukblockcopolymer, Kohlenwasserstoff-Klebrigmacherharze und Mineralöl umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley H4013.
Probe 6 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Styrol/Isopren/Styrol-Kautschukblockcopolymer, Kohlenwasserstoff-Klebrigmacherharze und Mineralöl umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley H2096.
Probe 7 ist ein Klebstoffmaterial, das ein Polybutylenpolymer, ein Kohlenwasserstoff-Klebrigmacherharz und ein Wachs umfasst, erhältlich von Ato Findley, Inc., unter der Bezeichnung Findley H9214.
Die Proben wurden auf Elastizitätsmodulwert und Elastizitätsmodulwert in Öl gemäß den hier beschriebenen Testverfahren untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Proben wurden auch gemäß dem hier beschriebenen Testverfahren auf Viskositätswerte untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 2 gezeigt.
TABELLE 1 Elastizitätsmodulwert und Elastizitätsmodulwert in Öl bei 40°C in N/m² (Dyn/cm²)
TABELLE 2 Viskositätswerte (Centipoise)
Mehrere der Klebstoffmaterialien wurden zur Herstellung von Verbundmaterialien verwendet, die elastische Fäden und Vliessubstrate umfassten. Die Verbundmaterialien wurden durch Spiralsprühen von 15,5 g Klebstoffprobe pro Quadratmeter Substrat mit einer Klebstofftemperatur zwischen 300°F (150°C) bis 365°F (185°C) und einer Lufttemperatur von 400°F (200°C) unter Verwendung einer 0,5 mm Düse auf ein Polypropylenvliessubstrat mit zwei Polyurethanfäden, erhältlich von E. I. DuPont de Nemours Company unter der Bezeichnung LYCRA XA Polyurethane threads, unter 250% Dehnung hergestellt, wobei die Bewegung mit einer Bahngeschwindigkeit von 50 Metern pro Minute und einer offenen Zeit von 0,25 Sekunden erfolgte. Nach Auftragung des Klebstoffs wurde eine zweite Polypropylenvliessubstratschicht auf die erste Polypropylenvliessubstratschicht laminiert, wobei die Polyurethanfäden sandwichartig zwischen den beiden Substraten lagen.
Verbundmaterialien mit Ölkontakt wurden hergestellt, indem 0,2 Milliliter einer Babyölzusammensetzung, die Mineralöl, einen Duftstoff und Tocopherylacetat umfasste und von Johnson & Johnson Consumer Products, Inc., Skillman, New Jersey, USA, erhältlich ist, direkt auf eine ein Zoll breite gebundene Fläche eines Verbundmaterials gegeben wurde und das mit Öl verschmutzte Verbundmaterial bei Raumtemperatur (23°C) 2 Minuten ins Gleichgewicht kommen gelassen wurde.
Die Schälfestigkeiten sowohl der Verbundmaterialien als auch der ölverschmutzten Verbundmaterialien wurden mittels eines T-Abschältests bestimmt, der auf ASTM Testverfahren D11875-61T basiert, vollständig zitiert zum Zweck der Bezugnahme. Das verwendete Testinstrument war ein Sintech Modell 1 Zugtestgerät, erhältlich von MTS Corp., Minneapolis, Minnesota, USA. (Im gereckten Zustand) ein Zoll breite Verbundmaterialproben wurden in den Testspannvorrichtungen des Zugtestgeräts positioniert und mit einer Geschwindigkeit von 100 Millimeter pro Minute auseinander gezogen. Die vollständige Skalenlast betrug 4540 g. Die Ergebnisse dieser Bewertungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Die Schälfestigkeit von jedem Verbundmaterial wird als Spitzenlast in Gramm ausgedrückt. Die Energie wird als die Fläche unter der Kurve berechnet. Die prozentualen Verluste werden berechnet, indem die ölverschmutzten Werte durch die nicht-ölverschmutzten Werte geteilt werden.
TABELLE 3
Aus diesen Daten ist offensichtlich, dass Probe 4 ihre Schälfestigkeit nach einem Ölkontakt in höherem Maße behält als die anderen Proben. Ein Mindestspitzenschälfestigkeitswert von 300 Gramm ist im Allgemeinen erwünscht, weil dies die Kraft ist, die in der Regel zur Zerstörung eines typischen Polypropylenvliessubstrats erforderlich ist. Unter diesem Mindestspitzenschälfestigkeitswert können die Klebebindungen potentiell versagen, wodurch möglicherweise die elastischen Fäden oder andere Produktkomponenten freigelegt werden.

Claims

Elastisches Verbundmaterial, das ein zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnetes Elastikelement umfasst, wobei das Elastikelement mindestens an das erste oder das zweite Substrat klebend gebunden ist und das erste Substrat durch den gleichen Klebstoff an dem zweiten Substrat befestigt ist, der die folgenden Eigenschaften zeigt: a) einen Elastizitätsmodulwert, der bei 40°C größer als 8 × 10⁹ N/m² (8 × 10⁵ dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist; b) einen Elastizitätsmodulwert in Öl, der bei 40°C größer als 8 × 10⁹ N/m² (8 × 10⁵ dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist; c) einen Viskositätswert von weniger als 30 000 Centipoise bei einer Temperatur von 135°C (275°F); und d) einen Viskositätswert von mehr als 70 000 Centipoise bei einer Temperatur von 121°C (250°F).
Elastisches Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, wobei der Klebstoff ein Polybutylenpolymer umfasst.
Elastisches Verbundmaterial gemäß Anspruch 2, wobei der Klebstoff weiterhin ein Klebrigmacherharz, ein Wachs und Kristallkeimbildungsmittel umfasst.
Elastisches Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das erste Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vliesmaterialien, gebundenen kardierten Bahnen, Folienmaterialien, Schaummaterialien und Gewebematerialien, und das zweite Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vliesmaterialien, gebundenen kardierten Bahnen, Folienmaterialien, Schaummaterialien und Gewebematerialien.
Elastisches Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das erste Substrat ein Vliesmaterial ist und das zweite Substrat ein Vliesmaterial ist.
Elastisches Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das erste Substrat ein aus einem Polyolefin hergestelltes Vliesmaterial ist und das zweite Substrat ein aus einem Polyolefin hergestelltes Vliesmaterial ist.
Elastisches Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das elastische Element um mindestens 50% der ursprünglichen Länge des elastischen Elements dehnbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines elastischen Verbundmaterials, bei dem ein erstes Substrat bereitgestellt wird, ein elastisches Element auf dem ersten Substrat positioniert wird und dann mit einem Klebstoff ein zweites Substrat an das erste Substrat gebunden wird, wobei das elastische Element zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist und wobei der Klebstoff die folgenden Eigenschaften zeigt: a) einen Elastizitätsmodulwert, der bei 40°C größer als 8 × 10⁴ N/m² (8 × 10⁵ dyn/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist; b) einen Elastizitätsmodulwert in Öl, der bei 40°C größer als 8 × 10⁴ N/m² (8 × 10⁵ dyne/cm²) über den Frequenzbereich von 0,1 bis 100 Rad pro Sekunde ist; c) einen Viskositätswert von weniger als 30 000 Centipoise bei einer Temperatur von 135°C (275°F); und d) einen Viskositätswert von mehr als 70 000 Centipoise bei einer Temperatur von 121°C (250°F).
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Klebstoff ein Polybutylenpolymer umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Klebstoff weiterhin ein Klebrigmacherharz, ein Wachs und Kristallkeimbildungsmittel umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das erste Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vliesmaterialien, gebundenen kardierten Bahnen, Folienmaterialien, Schaummaterialien und Gewebematerialien, und das zweite Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Vliesmaterialien, gebundenen kardierten Bahnen, Folienmaterialien, Schaummaterialien und Gewebematerialien.