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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrüifft eine
dauerhafte, benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige Bahn,
die insbesondere als eine Oberschicht für absorbierende Artikel geeignet
ist. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Polymerfilm oder
einen Vliesstoff, auf den eine dünne
Schicht eines organischen Materials auf mindestens eine Oberfläche des
Films oder des Vliesstoffs aufgebracht ist. Diese dünne organische
Schicht wird durch ein plasma-induziertes chemische Dampfablagerungsverfahren
aufgebracht. Diese dünne
organische Schicht macht die Bahn permanenter hydrophil als andere
Verfahren, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren für
das Herstellen der dauerhaft benetzbaren, flüssigkeitsdurchlässigen Bahn
und auf Artikel, die die dauerhaft benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige Bahn
als eine Oberschicht enthalten.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Polymerbahnen und Vliesstoffbahnen
sind gebräuchliche
Komponenten absorbierender Artikel, von Trocknungstüchern und
dergleichen. Insbesondere wurden makroskopisch gedehnte, dreidimensionale
Polymerfilme als Oberschichtmaterialien für absorbierende Einwegartikel
verwendet. Der Ausdruck "makroskopisch
gedehnt", wie er
hier verwendet wird, wenn er verwendet wird, um dreidimensionale
Bahnen zu beschreiben, bezieht sich auf Bahnen, die veranlasst wurden,
sich der Oberfläche
einer dreidimensionale Formungsstruktur anzupassen, so dass ihre
beiden Oberflächen
das dreidimensionale Muster der Formungsstruktur zeigen, oder auf
Bahnen, die ein inhärentes
dreidimensionales Muster aufweisen, das sich aus ihrer Struktur
ergibt. Unabhängig
davon, ob das dreidimensionale Muster inhärent ist oder ob es durch das
Vornehmen eines Formungsverfahrens erzeugt wird, ist das Muster
für das
unbewaffnete Auge leicht sichtbar, wenn die rechtwinklige Distanz
zwischen dem Auge des Betrachters und der Ebene der Bahn ungefähr 12 Inch
beträgt.
Im Gegensatz dazu bezieht sich der Ausdruck "planar", wenn er hier verwendet wird, um Vliesstoffe
und Polymerfilme zu beschreiben, auf den Gesamtzustand der Bahn,
wenn sie durch das unbewaffnete Auge betrachtet wird, in einem makroskopischen
Maßstab.
In diesem Zusammenhang können "planare" Bahnen Bahnen einschließen, die
kleine Oberflächenabweichungen
auf einer oder beiden Seiten aufweisen, wobei die Abweichungen dem
unbewaffneten Auge kaum sichtbar sind, wenn die rechtwinklige Distanz
zwischen dem Auge des Betrachters und der Ebene der Bahn ungefähr 12 Inch
oder mehr beträgt.
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Eine makroskopisch gedehnte, dreidimensionale,
mit Öffnungen
versehene Polymerbahn, die insbesondere für das Überführen von Flüssigkeit, die auf ihrer Oberfläche abgelagert
wird, auf ihre entgegengesetzte Oberfläche, und das anschließende Isolieren
der überführten Flüssigkeit
von der Haut eines Trägers geeignet
ist, ist im US-Patent 3,929,135 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung,
das an Thompson am 30. Dezember 1975 erteilt wurde, beschrieben.
Thomson beschreibt eine makroskopisch gedehnte dreidimensionale Bahn
(beispielsweise eine Oberschicht), die aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material
besteht, die aber mit einem Muster zulaufender Kapillaren versehen
ist, wobei die Kapillaren eine Basisöffnung in der Ebene der Oberschicht
und eine Spitzenöffnung
entfernt von der Ebene der Oberschicht aufweisen, wobei sich die
Spitzenöffnung
in engem Kontakt mit dem absorbierenden Kissen befindet, das im
absorbierenden Einwegartikel verwendet wird. Die Oberschicht von
Thompson ermöglicht
die freie Überführung von
Flüssigkeiten
vom Körper
des Trägers
in das absorbierende Element, während
sie den umgekehrten Fluss dieser Flüssigkeiten verhindert. Dies
liefert eine relativ weit trockenere Oberfläche im Kontakt mit dem Nutzer,
als das bisher erzielbar war. Eine andere makroskopisch gedehnte,
dreidimensionale mit Öffnungen
versehene Kunststoffbahn, die für eine
Verwendung als eine Oberschicht eines absorbierenden Artikels, wie
einer Damenbinde, gut geeignet ist, ist im US-Patent 4,342,314,
das an Radel et al. am 3. August 1982 erteilt wurde, beschrieben.
Die makroskopisch gedehnte dreidimensionale Kunststoffbahn, die
im Radel-Patent beschrieben ist, zeigt eine faserartige Erscheinung
und einen taktilen Eindruck, der von Konsumenten in vorteilhafter
Weise wahrgenommen wird, wenn sie als eine den Träger berührende Oberfläche verwendet
wird. Gemäß den Lehren
des Patents von Thompson und Radel et al. des Anmelders der vorliegenden
Anmeldung können
Kunststoffbahnen des vorher erwähnten
Typs durch das Aufbringen eines Druckdifferenz auf die Bahn, während sie
auf einer dreidimensionale Formungsstruktur abgestützt wird,
bis die Bahn makroskopisch gedehnt wird, um dem dreidimensionale Querschnitt
der Formungsstruktur, auf der sie abgestützt wird, zu entsprechen, hergestellt
werden. Wenn eine Ausbil dung von Öffnungen in der makroskopisch
gedehnte, dreidimensionalen Bahn gewünscht wird, so wird die Druckdifferenz
(es wird ein Vakuum beschrieben) kontinuierlich aufgebracht, bis
eine Öffnungsausbildung der
Bahn in Gebieten, die mit den Öffnungen
in der Formungsstruktur zusammenfallen, vollendet wurde.
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Ein mehrphasiges auf Flüssigkeit
basierendes Verfahren, so wie es im US-Patent 4,609,518, das am 2.
September 1986 an Curro et al. (das nachfolgend als "518"-Patent bezeichnet
wird) erteilt wurde, beschrieben ist, wurde auch entwickelt, um
einen Film mit sehr kleinen und sehr großen Öffnungen, die direkt aneinander
liegen, zu liefern. Wie das Patent beschreibt, hindert die Ausbildung
von sehr kleinen Öffnungen
(die Mikroöffnungen
einschließen)
in der Richtung entgegengesetzt der, die für große Öffnungen ausgebildet werden,
die Möglichkeit,
dass anfänglich
nicht absorbierte Flüssigkeit
von der Oberfläche
der Bahn läuft.
Somit wird Flüssigkeit,
die nicht sofort durch die großen Öffnungen
transportiert wird, am Herablaufen von der Oberfläche der
Bahn gehindert, und sie wird nachfolgend durch die großen Öffnungen
aufgenommen und im Kern des Artikels abgesetzt, wenn die Bahn als
ein Oberschichtmaterial verwendet wird. Diese nach außen ausgebildeten
kleinen Öffnungen
reduzieren auch die Größe des Kontakts
der Bahn/Haut und sie reduzieren die Steifigkeit des Films und fühlen sich
so für
den Nutzer komfortabler an. Träger
haben berichtet, dass solche Oberschichten eine weiche seidige Oberfläche aufweisen.
Alternativ beschreibt das 518-Patent Filme, bei denen sehr kleine Öffnungen
in derselben Richtung wie die Makroöffnungen ausgebildet werden.
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Unabhängig von den Mitteln, die für die Ausbildung
der Öffnungen
verwendet werden, so erreichen, wenn ein benetzbares Filmmaterial
gewünscht
wird, die oben erwähnten
Dokumente im allgemeinen eine solche Struktur durch eine Oberflächenbehandlung
der natürlicherweise
hydrophoben Polymerbahn mit einem Benetzungsmittel. Die Oberflächenbehandlung
wird im allgemeinen entweder durch das Sprühen des grenzflächenaktiven
Stoffs auf die Oberfläche
der Bahn oder durch das Eintauchen der Bahn in ein den grenzflächenaktiven
Stoff enthaltendes Bad erzielt. Unabhängig davon, welches Verfahren
verwendet wird, leidet die Oberflächenbehandlung an der Unmöglichkeit,
präzise
den Ort und die Menge der Behandlung zu steuern, als auch an schädlichen
Effekten, die durch die Wanderung beträchtlicher Mengen des grenzflächenaktiven
Stoffs in Öffnungen
und andere Komponenten (beispielsweise den absorbierenden Kern)
verursacht werden, wenn der mit Öffnungen
versehene Film als eine Oberschicht in einem absorbierenden Artikel
verwendet wird. Die Oberflächenbehandlung
leidet ferner am Nachteil, dass die wünschenswerten Benetzungsmittel
oder grenzflächenaktiven
Stoffe dazu neigen, wenn sie wiederholt Flüssigkeiten ausgesetzt werden,
herabgewaschen zu werden. Somit verlieren die behandelten Filme
bei wiederholten Benetzungen, wenn sie als eine Oberschicht in einem
absorbierenden Artikel verwendet werden, ihre Fähigkeit, Flüssigkeit weg von der Haut und
in den Artikel zu transportieren.
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Das US-Patent 4,535,020, das an Thomas
et al. am 13. August 1985 erteilt wurde, spricht einige der Probleme,
die mit der Oberflächenbehandlung
von im Vakuum ausgebildeten mit Öffnungen
versehenen Filmen verbunden sind, durch das Einfügen eines hydrophilen grenzflächenaktiven
Stoffs in das Polymerharz vor der Extrusion für die Filmausbildung (das hier
als "in Harz eingefügter grenzflächenaktiver
Stoff" oder "RIS" bezeichnet wird)
an. (Siehe auch die US-Patentanmeldung des Anmelders der vorliegenden
Anmeldung mit der Seriennummer 08/713,377, die am 13. September
1996 von Y. Pl Lee et al. eingereicht wurde; das US-Patent 4,932,914
von Nohr et al., das am B. Mai 1990 erteilt wurde, das US-Patent
5,057,262 von Nohr et al., das am 15. Oktober 1991 erteilt wurde,
das US-Patent 5,120,888 von Nohr et al., das am 9. Juni 1992 erteilt
wurde). Gemäß den Lehren
von Thomas blüht
nach der Extrusion der Mischung aus Harz und grenzflächenaktivem
Stoff und der nachfolgenden Ausbildung der Öffnungen der inkompatible grenzflächenaktive
Stoff schließlich
zur Oberfläche
des Films aus, um eine dauerhafter benetzbare Bahn zu liefern. Wie
bei der Oberflächenbehandlung
leidet das RIS jedoch zu einem gewissen Grad am Herabwaschen des
grenzflächenaktiven
Stoffs während
des Gebrauchs und/oder während
der Herstellung, insbesondere wenn Druckdifferenzen verwendet werden,
um die Öffnungen
der Bahn auszubilden. Auch sind hydrophile Bahnen, die unter Verwendung
von RIS-Techniken ausgebildet werden, nicht sofort benetzbar, und
in Abhängigkeit
von der Beziehung zwischen dem Harz und dem grenzflächenaktiven
Stoff und den Umgebungsbedingungen kann es sein, dass sie in endlicher
Zeit nicht benetzbar werden. In ähnlicher
Weise wird es, wenn solche Bahnen in absorbierenden Artikeln verwendet
werden, eine gewisse Zeitverzögerung
ergeben, bevor der grenzflächenaktive
Stoff (der während des
Gebrauchs abgewaschen wird) auf der Oberfläche der Bahn wieder aufgefüllt wird.
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Trotz den Lehren des Stands der Technik
bleibt ein Bedürfnis
nach einer mit Öffnungen
versehenen flüssigkeitsdurchlässigen Bahn
oder einem Filmmaterial, das eine verbesserte dauerhafte Benetzbarkeit
nach dem Vergehen der Zeit und/oder nachdem dieses Flüssigkeitsschwallen
ausgeliefert wurde, liefert. Solche Materialien weisen eine spezielle
Geeignetheit für
die Verwendung in absorbierenden Einwegstrukturen auf. Es bleibt
auch ein Bedürfnis
nach einem Verfahren, das eine solche dauerhaft benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige, mit Öffnungen
versehene Bahn liefert.
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Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung darin, eine flüssigkeitsdurchlässige, mit Öffnungen
versehene Bahn, die eine verbesserte dauerhafte Benetzbarkeit aufweist,
zu liefern. Die dauerhafte Benetzbarkeit wird durch das Aufbringen
einer plasmainduzierten hydrophilen Schicht auf mindestens eine Oberfläche der
mit Öffnungen
versehenen Ausgangsbahn, um die sich ergebende Bahn dauerhaft hydrophil zu
machen, erzielt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine dauerhaft benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige Bahn, die
insbesondere als ein Oberschichtmaterial für absorbierende Artikel verwendbar
ist. In einer Hinsicht bezieht sich die Erfindung auf eine dauerhaft
benetzbare flüssigkeitsdurchlässige mit Öffnungen
versehene Bahn, die folgendes umfasst:
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- (i) eine mit Öffnungen
versehene Bahn, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polymerfilmen
und Vliesstoffen, in die Öffnungen
ausgebildet werden, besteht;
- (ii) eine im wesentlichen kontinuierliche, hydrophile Schicht,
die weniger als 2,5 Mikrometer dick ist, auf mindestens einer Oberfläche der
Bahn, wobei die hydrophile Schicht auf die Bahn durch eine Plasmapolymerisation
aufgebracht wird;
wobei mindestens eine Oberfläche der
dauerhaft benetzbaren, flüssigkeitsdurchlässigen Bahn
einen Nach-Alterungs-Kontaktwinkel aufweist, der nicht mehr als
um ungefähr
60 Grad größer ist
als der Vor-Alterungs-Kontaktwinkel.
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Im Hinblick auf einen ähnlichen
Aspekt wird mindestens eine Oberfläche der behandelten Bahn einen Nach-Waschungs-Kontaktwinkel
aufweisen, der um nicht mehr als ungefähr 60 Grad größer als
der Vor-Waschungs-Kontaktwinkel ist. Vorzugsweise werden beide Zustände in einer
einzigen Bahn existieren.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf
einen absorbierenden Artikel, der eine dauerhaft benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht
aufweist, wobei die Oberschicht eine mit Öffnungen versehene Bahn und eine
hydrophile Beschichtung auf mindestens einer Oberfläche der
Bahn aufweist, wobei die hydrophile Schicht auf das Substrat durch
Plasmapolymerisation aufgebracht wird.
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Schließlich bezieht sich die Erfindung
auf ein Plasmapolymerisationsverfahren für das Herstellen der dauerhaft
benetzbaren, flüssigkeitsdurchlässigen,
mit Öffnungen
versehenen Bahnen, wie sie hier beschrieben und in Anspruch 1 beansprucht
sind.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1. Dauerhaft
benetzbare flüssigkeitsdurchlässige Bahnen
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Wie nachfolgend im Detail diskutiert
werden wird, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine dauerhaft
benetzbare Bahn, die durch das Aufbringen einer hydrophilen Schicht
auf einen Polymerausgangsfilm oder einen Vliesstoff unter Verwendung
eines Plasmapolymerisationsverfahren hergestellt wird.
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Der Ausdruck "Bahn",
wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Ausgangssubstrat
(das ist ein mit Öffnungen
versehener Polymerfilm oder ein Vliesstoff), auf den die hydrophile
Schicht aufgebracht wird. Im Gegensatz dazu beziehen sich die Ausdrücke "dauerhaft benetzbare,
flüssigkeitsdurchlässige Bahn" oder "behandelte Bahn" auf das endgültige Produkt,
den Polymerfilm oder den Vliesstoff, die die dauerhaft hydrophile Schicht
aufweisen.
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Der Ausdruck "flüssigkeitsdurchlässig", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf die Fähigkeit
einer Bahn oder einer behandelten Bahn, Flüssigkeiten von einer Oberfläche der
Bahn oder der behandelten Bahn zur entgegengesetzten Oberfläche der
Bahn oder der behandelten Bahn in einer ausreichend effizienten
Weise zu befördern,
um es der behandelten Bahn zu ermöglichen, als eine Komponente
eines Einwegartikels verwendet zu werden. Bahnen können inhärent flüssigkeitsdurchlässig sein,
oder sie können
durch die Anwendung eines Verarbeitungsschritts, wie das Ausbilden
von Öffnungen,
flüssigkeitsdurchlässig gemacht
werden.
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Der Ausdruck "im wesentlichen kontinuierlich", wie er hier verwendet
wird, bedeutet ausreichend kontinuierlich, um die hydrophilen Eigenschaften
oder die Benetzungseigenschaften, wie sie hier durch die angegebenen
oder beanspruchten Grenzen des Kontaktwinkels definiert werden,
zu liefern.
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Die Ausdrücke "hydrophil" oder "benetzbar", wie sie hier verwendet werden, werden
austauschbar verwendet und beziehen sich auf Oberfläche, die
durch wässrige
Flüssigkeiten
(beispielsweise wässrige
Körperflüssigkeiten),
die auf diesen Oberflächen
abgelagert werden, benetzbar sind. Die Hydrophilie und die Benetzbarkeit
werden typischerweise in Ausdrücken
des Kontaktwinkels und der Oberflächenspannung der Flüssigkeiten
und der beteiligten Feststoffe definiert. Dies wird im Detail in
der Veröffentlichung
der American Chemical Society mit dem Titel "Contact Angle, Wettability and Adhesion", herausgegeben von
Robert F. Gould (Copyright 1964) diskutiert. Es wird gesagt, dass
eine Bahnoberfläche
durch eine Flüssigkeit
benetzt wird (das heißt
hydrophil ist), wenn entweder der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit
und der Bahnoberfläche
weniger als 90° beträgt, oder
wenn die Flüssigkeit
dazu neigt, sich spontan über
der Oberfläche
der Bahn zu verbreiten, wobei normalerweise beide Bedingungen zusammen
existieren. Im Gegensatz dazu wird eine Oberfläche als hydrophob angesehen,
wenn der Kontaktwinkel größer als
90 Grad ist, und wenn sich die Flüssigkeit nicht spontan über der
Oberfläche
der Bahn verbreitet. Im allgemeinen gilt, dass je geringer der Kontaktwinkel zwischen
der Oberfläche
und der Flüssigkeit
ist, desto hydrophiler ist die Oberfläche.
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Die dauerhaft benetzbaren, flüssigkeitsdurchlässigen Bahnen
der vorliegenden Erfindung sind "dauerhaft
benetzbar", insofern
als der hydrophile Charakter, der beim ansonsten hydrophoberen Film
erzeugt wird, über
der Zeit und nachdem er Flüssigkeiten
ausgesetzt war, aufrecht gehalten wird. Wie oben diskutiert wurde, führten bisherige
Versuche, die darauf gerichtet waren, hydrophobe Filme benetzbar
zu machen, zu anfänglichen
Verbesserungen bei der Benetzbarkeit, aber sie litten am negativen
Attribut, dass die Benetzbarkeit über der Zeit und/oder dem Ausgesetztsein
gegenüber
Flüssigkeiten,
verloren geht. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird
angenommen, dass die typischen hydrophilen Polymere und die oberflächenbehandelten
Polymersys terne, wie bei Coronaentlandungsbehandlungen, einen "Hydrophobiewiedergewinnungsprozess" durchlaufen. Während des
Hydrophobiewiedergewinnungsprozesses neigt die Benetzbarkeit der Oberfläche dazu, über der
Zeit abzunehmen, da die Thermodynamik das Freisetzen von Molekularkettensegmenten
mit niedrigerer Energie an der Polymeroberfläche bevorzugt. Beim Altern
orientieren sich die hydrophilen Molekülsegmente wieder neu und betten
sich selbst ein und legen hydrophobe Segmente an der Polymeroberfläche frei.
Wenn eine chemische Vernetzung an der Polymeroberfläche induziert
wird, neigt die Vernetzung dazu, die Mobilität der Polymerketten zu begrenzen,
um somit den "Hydrophobiewiedergewinnungsprozess" wesentlich zu verlangsamen
und somit die Benetzbarkeit der Polymeroberfläche über der Zeit zu bewahren. Da
die Erfindung der Anmelder eine chemische Polymervernetzung über ein
Strahlungsaushärtungsverfahren
liefert, kann eine dauerhaft benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige Bahn
produziert werden.
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Die dauerhafte Benetzbarkeit wird
hier in Ausdrücken
der Fähigkeit
einer dauerhaft benetzbaren, flüssigkeitsdurchlässigen Bahn
(die, wie das angegeben wurde, hier auch als eine "behandelte Bahn" bezeichnet wird,
um sie von der hydrophoberen Ausgangsbahn zu unterscheiden), ihren
Benetzungscharakter nach dem Altern zu halten (was hier als "Nach-Alterung" bezeichnet wird)
und/oder nachdem sie Flüssigkeiten
ausgesetzt ist (was hier als "Nach-Waschung" bezeichnet wird),
angegeben. Die Verfahren für
das Messen des Nach-Alterungs-Kontaktwinkels
und des Nach-Waschungs-Kontaktwinkels werden unten diskutiert.
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Wie gezeigt wurde, wird die dauerhafte
Benetzbarkeit der vorliegenden dauerhaft benetzbaren, flüssigkeitsdurchlässigen Bahnen
durch die Verwendung ei nes Plasmaverfahrens erzielt. Plasma wird
oft als der vierte Zustand von Materie bezeichnet. Wenn Energie
auf einen Feststoff (beispielsweise einen Polymerfilm oder einen
Vliesstoff) ausgeübt
wird, so kann der Feststoff einen Übergang in den flüssigen Zustand
durchmachen. Wenn weiter Energie aufgebracht wird, so wird die Flüssigkeit
zu Gas. Wenn zusätzliche
Energie der passenden Art aufgebracht wird, so dissoziiert das Gas
und wird zu Plasma. Plasma existiert in einer Vielzahl von Formen.
Das bevorzugte Plasma, das hier verwendbar ist, wird durch ein Verfahren
mit niedrigem Druck oder ein Vakuumverfahren erzielt, was die Verarbeitung
der Bahn bei oder nahe Umgebungstemperatur (das ist ungefähr 20°C) ermöglicht.
Dies verhindert die thermische Zersetzung der verarbeiteten Bahn
und/oder die thermische Zerstörung
der ausgebildeten Bahn, die behandelt wird. Innerhalb der Plasmakammer,
wo die Bahn behandelt werden soll, kollidieren aktive Teilchen in
Form von Elektronen, freien Radikalen, Ionen und energetisch neutralen
Teilen mit der Oberfläche
der Bahn, beispielsweise dem Polymer, brechen die Molekülbindungen
auf und schaffen neue funktionellen Gruppen auf der Oberfläche Diese
aktiven und energetischen Teilchen reagieren auch in der Gasphase,
was zu einer dünnen
Schicht, die auf mindestens einer Oberfläche der Bahn abgesetzt wird,
führt.
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Für
eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Plasmasysteme
umfasser eine parallele Plattenelektrode, wo zu behandelnde Materialien
direkt dem primären
Feld der RF-Energie ausgesetzt werden, aber keinen Teil der Schaltung
darstellen. Das nachfolgende primäre Plasma ist insbesondere
gleichförmiger
und effizienter, da das Teil in allen drei Dimensionen der Glühentlandung
ausgesetzt wird. Bei Verfahren mit höherem Druck (aber dennoch innerhalb
der allgemeinen Definition eines kalten Gasplasmas) ist eine Form eines
Gasliefersystems, das gestaltet ist, um einen gleichförmigen laminaren
Fluss von Prozessgas durch das gesamte Kammervolumen zu schaffen,
vorteilhaft. Bei Gestaltungen mit mehreren Elektroden/Einsätzen ist
es wichtig, dass jede dieser Elektroden gleiche Mengen der RF-Energie
empfängt.
Auf diese Weise wird eine gleichförmige Glühentlandung zwischen jedem
Einsatz oder in jeder Plasmazone geschaffen. Eine Steuerung der
Systemparameter der Verfahrenszeit, der Flussrate, des Leistungspegels
und des Arbeitsdrucks mit Halbleiterbauelementen und Mikroprozessoren
wird auch die Gleichförmigkeit,
die Effizienz und die Wiederholbarkeit des Verfahrens gewährleisten.
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Da Plasmen elektrisch leitende Atmosphären darstellen,
führen
sie eine charakteristische Impedanz zum Ausgang des RF-Generators.
Somit verwendet das bevorzugte Plasmaverfahren ein passendes Netzwerk,
um konstant die Plasmaimpedanz auf die Ausgangsimpedanz des RF-Generators
abzustimmen. Fortgeschrittene Plasmasysteme, die für die Verwendung
in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind von HIMONT Plasma
Science, Foster City, Kalifornien (eine Geschäftseinheit der HIMONT U.S.A.,
Inc.) erhältlich und
sie schließen
ein Netzwerk für
eine automatische Anpassung und Vorrichtungen für eine Fehlerprüfung während des
Verfahrens ein.
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Das Tieftemperaturplasma wird in
einer Gasatmosphäre
bei einem reduzierten Druck von ungefähr 0,001 bis ungefähr 10 Torr,
vorzugsweise von ungefähr
0,01 bis ungefähr
5 Torr, noch besser von ungefähr 0,05
bis ungefähr
1 Torr, und am besten von ungefähr
0,05 bis ungefähr
0,4 Torr erreicht. Die elektrische Leistung kann an die Ausrüstung mit
einer hohen Funkfrequenz von ungefähr 40 kHz bis ungefähr 3 GHz,
vorzugsweise von ungefähr
13 bis ungefähr
27 MHz, und am besten von ungefähr
14 MHz geliefert werden. Um den ge wünschten Plasmazustand in der
Gasatmosphäre
zu erreichen, kann die elektrische Leistung, die an die Vorrichtung
geliefert wird, über
einen Bereich von ungefähr
10 bis ungefähr
10600 Watt, vorzugsweise von ungefähr 50 bis ungefähr 5000
Watt, noch besser von ungefähr
250 bis ungefähr
3000 Watt und am besten von ungefähr 500 bis ungefähr 2500
Watt variieren. Die verwendete Leistung ist in gewisser Weise vom
Arbeitsvolumen der Kammer abhängig.
Der am meisten bevorzugte Bereich von ungefähr 500 bis ungefähr 2500
Watt ist für
den Gasplasmaapparat HIMONT Plasma Science PS0500D mit einem Arbeitsvolumen
von ungefähr
5,0 Kubikfuß passend.
Die Plasmabehandlungszeit variiert von einigen wenigen Sekunden
bis zu mehreren Minuten, vorzugsweise von ungefähr 20 Sekunden bis ungefähr 30 Minuten,
noch besser von ungefähr
60 Sekunden bis ungefähr
20 Minuten.
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Es sollte erkannt werden, dass der
Behandlungsdruck, die Zeit und die Leistung zueinander in Bezug stehende
und keine unabhängigen
Variablen sind. Die Wirkung der Größe, die für jede dieser Variablen ausgewählt wird,
wird das Ausmaß der
Modifikation der Bahnoberfläche
und/oder die Dicke der Beschichtung bestimmen, wobei diese auch
in Bezug zum Kammervolumen und der Geometrie als auch der Probengröße und der
Oberflächengeometrie
stehen. Die Auswahl der Größen für diese
Variablen liegt innerhalb der Praxis des Durchschnittsfachmanns
des technischen Gebiets, zu dem diese Erfindung gehört.
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Die hydrophile Beschichtungsschicht
wird auf der Oberfläche
einer geeignete Bahn (die vorher mit Öffnungen versehen wurde) durch
eine durch Plasma induzierte Dampfablagerung bei niedriger Temperatur
(das ist eine Polymerisation) eines Monomers oder einer Kombination
von Monomeren abgelagert, so dass eine hydrophile Schicht auf die
Bahn aufgebracht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Monomere Silikon
enthaltende Verbindungen, die ein bis drei Silikonatome enthalten,
sein, wobei die Verbindungen aus der Gruppe ausgewählt werden,
die aus (i) Silanen der Formel SiR4 bestehen,
wobei jedes R dasselbe oder etwas anderes ist und ausgewählt wird
aus H, einen C1-C3 linearen
oder verzweigtem Alkyl oder Alkoxy, einem C6-C10 Aryl, unsubstituiert oder substituiert
mit C1-C4 linearem
oder verzweigtem Alkyl, einem Vinylradikal, das ist -CH=CH2 oder einem C3-C5 Allyl-Radikal, wenn nicht mehr als zwei
R-Gruppen H sind, (ii) Organosilikone der Formel R'R''R'''Si-[-O-Si(R')(R'')-]n-R''',
wobei R', R'' und R''' gleich oder unterschiedlich
sein können
und ein C1-C8 lineares
oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy sind, wobei R' und R'' Wasserstoff
sein können,
wenn nicht mehr als 50% der R'-
und R''-Gruppen Wasserstoff
sind, und n 1, 2 oder 3 ist; und (iii) Gemische davon.
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Repräsentative Silikonverbindungen
umfassen in nicht einschränkender
Weise Hexamethyldisiloxan (HMDSO), Methyltrimethoxysilan (MTMS),
Vinyltrimethoxysilan (VTMS), Vinyltriethoxysilan (VTES), Ethylmethoxysilan
(EMS), Ethyltrimethoxysilan (ETMS), Tetraethoxysilan (TES), Cyclohexylmethyl-Dimethoxy-Silan (CMDMS),
Dicyclopentyl-Dimethoxy-Silan (DCDMS), Phenyltriethoxysilan (PES),
Diphenyldimethoxysilan (DPDMS), Tetramethyldisilosan (TMDSO) und
Hexamethyltrisiloxan (HMTSO). Die verwendeten Silikonverbindungen
werden in die Plasmaablagerungskammer im gasförmigen Zustand eingeführt. Bevor
sie in die Kammer eingeführt
werden, wird die Silikonverbindung auf eine Temperatur von ungefähr 40°C bis ungefähr 100°C, im allgemeinen
von ungefähr
40°C bis
ungefähr
60°C erhitzt,
um die Verbindung zu verdampfen und einen ausreichenden Dampfdruck
zu schaffen, so dass die Schicht mit vernünftiger Geschwindigkeit abgelagert
wird. Sauerstoff in Gasform und Argon werden in die Ablagerungskammer
gleichzeitig mit der gasförmigen Silikonverbindung
zugeführt,
wobei aber jedes eine getrennte Zuführvorrichtung und eine Massenflusssteuerung
aufweist. In Abhängigkeit
von der Anwendung liegt die Sauerstoffflussrate im Bereich von 25
Standardkubikzentimeter/Minute ("sccm") bis ungefähr 1200
sccm, Der Fluss der gasförmigen
Silikonverbindung liegt bei ungefähr 10 sccm bis ungefähr 250 sccm,
und der Argonfluss liegt bei ungefähr 1 sccm bis ungefähr 150 sccm.
Argon wird verwendet, um die Ablagerungsrate der verwendeten gasförmigen Materialien
zu erhöhen, weswegen
es vorteilhaft ist, Argon im Verfahren zu verwenden. In Bezug auf
die Flussraten für
Argon und Sauerstoff gegenüber
der Flussrate des Monomers (beispielsweise HMDSO) werden folgende
bevorzugt: Wenn man annimmt, dass der Massenfluss Q1 3% Argon und
97% Sauerstoff darstellt, und dass der Dampfmassenfluss Q2 den Massenfluss
für das
Monomer darstellt, so liegt das bevorzugte Verhältnis von Ql : Q2 bei ungefähr 10 :
1 bis ungefähr
1 : 2, noch besser bei ungefähr
5 : 1 bis ungefähr
1 : 1 und am besten bei ungefähr
3 : 2.
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Sauerstoff ist für das Plasmaablagerungsverfahren
mit den Silikonverbindungen gemäß dieser
Erfindung wesentlich. Ohne Sauerstoff ist es nicht möglich, eine
plasmainduzierte hydrophile Beschichtung unter Verwendung der vorher
erwähnten
Silikonverbindungen zu erhalten. Was für eine Oxidationswirkung der
Sauerstoff auch aufweist, so scheint es doch notwendig, Sauerstoff
zu verwenden, wenn man die hydrophilen Beschichtungen dieser Erfindung
erzielen will.
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Der gesamte Dampfdruck der gasförmigen Materialien,
die in die Plasmaablagerungskammer für die Ablagerung der hydrophilen
Beschichtungsschicht eingeführt
werden, liegt bei ungefähr
0,04 bis ungefähr
0,5 Torr, vorzugsweise bei ungefähr
0,35 bis ungefähr
0,45 Torr und am besten bei ungefähr 0,4 Torr. Der Verfahrensdruck
muss so sein, dass ein geringes Vorspannungspotential auf der RF-angesteuerten
Elektrode erzielt wird. Der gesamte Dampfdruck für die hydrophile Beschichtungsschicht
liegt bei ungefähr
0,04 bis ungefähr 0,4
Torr, vorzugsweise bei ungefähr
0,06 bis ungefähr
0,13 Torr in Abhängigkeit
vom verwendeten Verfahren und dem behandelten Substrat.
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Alternativ kann eine Monomerablagerung über die
Blitzverdampfungstechnik, die im US-Patent 4,842,893, das an Yializis
am 29. April 1988 erteilt wurde, beschrieben ist, erzielt werden.
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Die Bahn, die einer Plasmapolymerisation
unterworfen wird, kann komplex sein (dreidimensional, wobei die
vorigen mit Öffnungen
versehenen Filme und Vliesstoffe eingeschlossen sind). Die Plasmabehandlung wird
nach der Ausbildung der Öffnungen
durchgeführt,
um so besser eine gleichförmige
hydrophile Schicht auf der Oberfläche der Bahn zu bewahren.
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Die vorher erwähnten fortgeschrittenen Plasmasysteme,
die von HIMONT Plasma Science erhältlich sind, wie der PS0500D
Reaktor, sind mit einem Drosselventil ausgerüstet, um es somit möglich zu
machen, einen Bereich von Verfahrensdruckwerten mit derselben Gasflussrate
zu erreichen.
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Die Plasmabehandlungszeit für das Erhalten
der gewünschten
hydrophilen Beschichtungen liegt bei ungefähr 1 Minute bis ungefähr 10 Minuten,
vorzugs weise bei ungefähr
1,5 bis ungefähr
4 Minuten und am besten bei ungefähr 1,5 bis ungefähr 2,5 Minuten,
und die RF-Leistung, die verwendet wird, um die Reaktion des Dampfes
zu bewirken, beträgt
typischerweise ungefähr
200 bis ungefähr
1500 Watt, vorzugsweise 1000 bis ungefähr 1400 Watt, noch besser ungefähr 1100
bis ungefähr
1300 Watt. Die RF-Leistung verwendet typischerweise Bereiche von
ungefähr
1200 bis ungefähr
2500 Watt und hängt
vom zu behandelten Substrat und den Erfordernissen des Durchsatzes
ab. Die sich ergebenden hydrophilen Beschichtungen können in
verschiedenen Dicken produziert werden, wobei sie typischerweise
aber bei ungefähr
0,1 bis ungefähr
2,5 Mikrometer, vorzugsweise bei ungefähr 1 bis ungefähr 2 Mikrometer
liegen.
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Wie gezeigt wurde, so zeigt die plasmainduzierte
hydrophile Beschichtung einen Kontaktwinkel für Wasser von weniger als ungefähr 90 Grad,
so dass jegliches Wasser, das auf der behandelten Bahn platziert wird,
dazu neigen wird, sich spontan über
die beschichtete Oberfläche
der behandelten Bahn auszubreiten. In einer bevorzugten Ausführungsform
kann die behandelten Bahn weiter durch ein Aussetzen einem Niedertemperaturplasmagasverbindung
(die hier auch als "ein
die Oberfläche
modifizierender Gasstrom" bezeichnet wird)
oder einer Energiequelle (die hier auch als "Strahlungsaushärtung" bezeichnet wird), wie einer Vorrichtung,
die in nicht einschränkender
Weise Infrarot, Elektronenstrahl, thermionische oder Ultraviolette
Strahlung ausstrahlt, behandelt werden. Vorrichtungen, die als Energiequellen
in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind im US-Patent 4,842,893,
das an Yializis am 29. April 1988 erteilt wurde, beschrieben.
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In der Ausführungsform des die Oberfläche modifizierenden
Gasstroms umfasst der Gasstrom vorzugsweise N2O
und CO2, um die Dauerhaftigkeit der hydrophilen
Beschichtung zu erhöhen.
In einer solchen bevorzugten Ausführungsform wird die Plasmagasverbindung
ungefähr
80 bis ungefähr
40 Mol-% N2O und ungefähr 20 bis ungefähr 60 Mol-%
CO2, vorzugsweise ungefähr 70 bis ungefähr 45 Mol-%
N2O und ungefähr 30 bis ungefähr 55 Mol-%
CO2, noch besser ungefähr 60 bis ungefähr 45 Mol-%
N2O und ungefähr 40 bis ungefähr 55 Mol-%
CO2 umfassen, wobei die Menge des N2O und des CO2 in
der Mischung gleich 100 zu 10 Mol-% ist für eine Zeit, die ausreicht,
um die Oberfläche
der hydrophilen Beschichtung zu modifizieren, um ihre Dauerhaftigkeit
zu erhöhen.
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In der Ausführungsform der Strahlungsaushärtung ist
die Strahlungsquelle vorzugsweise eine Gasentladungs-Elektronenstrahlpistole.
Die Pistole richtet einen Fluss von Elektronen durch ein Ausstrahlungsfenster auf
das Monomer, um somit das Monomer weiter auszuhärten, was die Dauerhaftigkeit
der hydrophilen Beschichtung erhöht.
Die Aushärtung
wird durch das Anpassen der Elektronenstrahlspannung an die dielektrische
Dicke der Monomerbeschichtung gesteuert. Eine 10 kV Elektronenspannung
wird beispielsweise ungefähr
1 Mikrometer abgelagerten Monomers durchdringen.
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Das Plasmaverfahren wird im allgemeinen
folgenderweise ausgeführt.
Die zu behandelnde Ausgangsbahn wird in einer Vakuumkammer platziert
und der Kammerdruck wird auf typischerweise ungefähr 0,005
Torr reduziert. Das Verfahrensgas oder die verwendete Gasmischung
wird in die Kammer eingeführt,
und der Kammerdruck wird bei einem Druck von 0,04 bis 0,4 Torr stabilisiert.
Die innere Abmessung des Arbeitsbereichs beträgt ungefähr 1,73 × 0,76 × 1,02 Meter (Breite × Höhe × Tiefe)
für ein
gesamtes Arbeitsvolumen von 1,34 Kubikmeter. Eine geeignete hochfrequente
Energieform, typischerweise eine 13,56 MHz Funkfrequenzenergie,
wird verwendet, um das Plasma zu schaffen. Im beschriebenen System
wird dies mit einer gesamten Leistungseinführungskapazität von bis
zu 2500 Watt erreicht. Die RF-Energie dissoziiert das Gas, wobei
ein Plasma geschaffen wird, das durch ein spezielles Glühen gekennzeichnet
ist. Da das Verfahren bei reduzierten Druckwerten durchgeführt wird,
liegt die Vorratstemperatur des Gases bei nahezu Umgebungstemperatur,
so dass dies als ein kaltes Gasplasma, eine Glühentladung oder eine kalte
Gasglühentladung
bezeichnet wird. Da die Bahn, die den Plasmabedingungen unterworfen
wird, innerhalb des elektrischen Feldes angeordnet ist, wird das
Verfahren als direkte Plasmapolymerisation bezeichnet. Im Gegensatz
dazu die parallele US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 09/157840,
die am 21. September von P. France et al. eingereicht wurde und
den Titel trägt
DURABLY WETTABLE POLYMERIC WEBS PREPARED USING A REMOTE PLASMA POLYMERIZATION
PROCESS, die ein Verfahren für
das Herstellen dauerhaft benetzbarer Bahnen unter Verwendung einer "entfernten" Plasmapolymerisation
beschreibt. Die Elektronen oder Ionen, die im Plasma geschaffen
werden, bombardieren die Oberfläche
der Bahn, spalten Atome ab oder brechen Verbindungen und schaffen
freie Radikale. Diese freien Radikale sind nicht stabil und suchen
einen stabileren Zustand zu erreichen, indem sie mit freien Radikalen
oder Gruppen im Plasmagas reagieren, indem sie auch neue Anteile
auf der Oberfläche
der Bahn errichten. Zusätzlich
teilen die energetischen Elektronen in der Glühentladung die Moleküle in der
Gasphase, was zu komplexen chemischen Reaktionen führt, die
zu einer dünnen
hydrophilen Beschichtung, die auf mindestens einer Oberfläche der
Bahn abgesetzt wird, führt.
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Typischerweise und vorzugsweise vor
der Plasmaablagerung der hydrophilen Beschichtung auf der Bahn,
wird ein erster Schritt durchgeführt.
Der Zweck dieses Schrittes besteht darin, die Oberfläche der
Bahn zu reinigen, um das Anhaften der nachfolgend abgelagerten dünnen hydrophilen
Beschichtung zu fördern.
Das Reinigen kann erfolgen, indem die Oberfläche der Bahn einer Strahlung
(die hier als Strahlungsreinigung bezeichnet wird) von einer Energiequelle,
die Infrarot, Elektronenstrahl, thermionische oder ultraviolette
Strahlung in nicht einschränkender
Weise einschließt,
unterworfen wird, oder durch eine Plasmareinigung. Vorrichtungen,
die als Energiequellen in der vorliegenden Erfindung geeignet sind,
sind im US-Patent 4,842,893, das an Yializis am 29. April 1988 erteilt
wurde, beschrieben. In der Ausführungsform
der Strahlungsreinigung ist die Strahlungsquelle vorzugsweise eine
Gasentladungselektronenstrahlpistole. Die Pistole richtet einen
Fluss von Elektronen durch einen Ausstrahlungsfenster auf die Oberfläche der
Bahn, um somit Atome abzuspalten oder Bindungen zu brechen, um somit
freie Radikale zu schaffen. Diese freien Radikale sind nicht stabil
und suchen danach, einen stabileren Zustand einzunehmen, so dass
sie als Bindungsorte für
die Monomere dienen, die verwendet werden, um die hydrophile Beschichtung
der Bahn zu erzeugen. Das Reinigen wird durch das Anpassen der Elektronenstrahlspannung
an die dielektrische Dicke oder Tiefe der gewünschten Reinigung gesteuert.
Beispielsweise wird eine 10 kV Elektronenspannung eine Bahntiefe
von ungefähr
1 Mikrometer durchdringen.
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In der Plasmareinigungsausführungsform
sind die Gase entweder Argon allein, Sauerstoff allein oder Mischungen
aus Ar und O2 (beispielsweise im Verhältnis 1
: 1). Die Gasflussraten liegen typischerweise im Bereich von ungefähr 20 bis
ungefähr
100 sccm (Standard-cc/min), vorzugsweise bei ungefähr 40 bis
unge fähr 80
sccm, und am besten bei ungefähr
50 bis ungefähr
60 sccm. Die RF-Leistung
beträgt
ungefähr
110 Watt, und der Verfahrensdruck beträgt ungefähr 0,040 Torr.
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Nach dem optionalen anfänglichen
Schritt besteht der nächste
Schritt in der Plasmaablagerung der hydrophilen Beschichtung, wie
das oben und detaillierter in den unten stehenden Beispielen beschrieben
ist. Oft aber nicht immer wird ein Schritt nach dem Schritt der
Behandlung der Oberfläche
mit CO2 und N2O
verwendet, um die Dauerhaftigkeit oder Gleichförmigkeit der Plasmabeschichtung
zu verbessern. Verwendbare Gase sind Ar und/oder O2.
Die Verfahrenszeiten betragen gewöhnlicherweise ungefähr 1 bis
ungefähr
3 Minuten, wobei ungefähr
2 Minuten typischerweise das Optimum darstellen. Gasflüsse liegen
im Bereich von ungefähr
40 bis ungefähr
250 sccm, mit Verfahrensdruckwerten von ungefähr 0,200 bis ungefähr 0,400
Torr, und einer RF-Eingangsleistung von ungefähr 150 bis ungefähr 1500
Watt.
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Die Materialien, die als Polymerfilme
verwendbar sind, um mit Plasma behandelt zu werden, um eine hydrophile
Beschichtung zu liefern, können
aus thermoplastischen Polymeren gewonnen werden. Im allgemeinen
wird der Ausdruck "thermoplastisches
Polymer" hier verwendet,
um irgend ein thermoplastisches Polymer zu bezeichnen, das für die Herstellung
der Filme verwendet werden kann. Beispiele thermoplastischer Polymere
umfassen in nur darstellender Weise am Ende abgedeckte (capped)
Polyacetale, wie Poly(oxymethylen) oder Polyformaldehyd, Poly(trichloracetaldehyd),
Poly(n-Valeraldehyd),
Poly(acetaldehyd), Poly(propionaldehyd) und dergleichen, Acrylpolymere,
wie Polyacrylamid, Poly(acrylsäure),
Poly(methacrylsäure),
Poly(ethylacrylat), Poly(methylmethacrylat) und dergleichen, Fluorkautschuke, wie
Poly(tetrafluorethylen), perfluorinierte Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere, Poly(chlortrifluorethylen),
Ethylenchlortrifluorethylen-Copolymere, Poly(vinylidenfluorid),
Poly(vinylfluorid) und dergleichen, Polyamide, wie Poly(6-amunocaproinsäure) oder
Poly(s-carpolactam), Poly(hexamethylenadiparnid), Poly(hexamethylenscbacamud),
Poly(11-Minoundeconinsäure)
und dergleichen, Polyamide, wie Poly(Imino-1,3-Phenyleniminosophthaloyl) oder Poly(m-Phenylenisophathalamid)
und dergleichen, Polyarylene, wie Poly-p-sylylen, Polychlor-p-sylen)
und dergleichen, Polyarylether, wie Poly(oxy-2,6-dimethyl-1,4-Phenylen)
oder Poly(p-phenylenoxid)
und dergleichen, Polyarylsulfone, wie Poly(oxy-1,4-phenylenooxy-1,4-phenylen-Sulfonyl-4,4'-Biphenylen) und
dergleichen, Polycaronate, wie Poly(bisphenol A) oder Poly(carbonyldioxy-1,4-Phenylen-Isopropyliden-1,4-Phenylen) und
dergleichen, Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(tetramethylenterephthalat), Poly(cyclohexylen--1,4-Dimethylenterephthalat)
oder Poly(oxymethylen-1,4-Cyclohexyl-enemethylenoxyterephthaloyl)
und dergleichen Polyarylsulfide, wie Poly(p-Phenylensulfid) oder
Poly(thio-1,4-Phenylen) und dergleichen, Polyimide, wie Poly(pyromellitimido-1,4-phenylen)
und dergleichen, Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Poly(1-Buten),
Poly(2-Buten), Poly(1-Penten), Poly(2-Penten), Poly(3-Methyl-1-Penten), Poly(4-Methyl-1-Penten),
1,2-Poly-1,3-Butadien, 1,4-Poly-1,3-Butadien, Polyisopren, Polychlorpren,
Polyacrylonitrill, Poly(vinylacetat), Poly(vinilydenchlroid), Polystyren
und dergleichen, Copolymere der vorangehenden Stoffe, wie Acrylonitril-Butadien-Styren-(ABS)-Copolymere und dergleichen.
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Bevorzugte Polymere sind Polyolefine
und Polyester, wobei Polyolefine mehr bevorzugt werden. Noch mehr
werden Polyolefine bevorzugt, die nur Wasser stoff- und Kohlenstoffatome
enthalten, und die durch die Additionspolymerisation eines oder
mehrerer nicht gesättigter
Monomere hergestellt werden. Beispiele solcher Polyolefine umfassen
unter anderem Polyethylen, Polypropylen, Poly(1-Buten), Poly(2-Buten),
Poly(1-Penten), Poly(2-Penten), Poly(3-Methyl-1-Penten), Poly(4-Methyl-1-Penten),
1,2-Poly-1,3-Butadien, 1,4-Poly-1,3-Butadien, Polyisopren und dergleichen.
Zusätzlich
soll dieser Ausdruck Mischungen aus zwei oder mehr Polyolefinen
und zufällige
Copolymere und Blockcopolymere, die aus zwei oder mehr verschiedenen
nicht gesättigten
Monomere hergestellt sind, einschließen. Wegen ihrer kommerziellen
Bedeutung sind die am meisten bevorzugten Polyolefine Polyethylen
und Polypropylen.
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Zusätzlich zu Polymerfilmen umfassen
Bahnen, die verwendet werden können,
um dauerhaft benetzbare, flüssigkeitsdurchlässige Bahnen
der vorliegenden Erfindung herzustellen, in nicht einschränkender
Weise Spinnvliese, hydroverfitzte, vernadelte und polymer gebundene
Vliesstoffe. Geeignete Vliesstoffbahnen werden typischerweise aus
organischen Textilfasern, die in nicht einschränkender Weise Baumwolle, Wolle, Holz,
Jute, viskoses Reyon, Nylon, Polyester, Polyolefin, Kohlenstoff
oder Mischungen daraus umfassen, hergestellt. Anorganische Fasern,
wie Glas und Metall, können
alleine oder in Kombination verwendet oder weiter mit organischen
Fasern kombiniert werden. Im Fall von Stapelfasern variiert die
Faserlänge
von ungefähr ¼ Inch
bis ungefähr
2 oder mehr Inch. Im Fall von Spinnvliesbahnen sind die Faserlängen unbestimmt.
Die Stapelfasern, die bei hydroverfitzten, vernadelten und polymer
gebundenen Vliesstoffen verwendet werden, werden durch konventionelle
Textilmaschinen verarbeitet.
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Beispielsweise kann bei der Herstellung
einer polymer gebundenen Vliesstoffbahn eine Kardiermaschine verwendet
werden, um eine kontinuierliche Länge von zweidimensional locker
verbundenen Fasern, die als eine kardierte Bahn bekannt sind, auszubilden.
Diese Bahnen können
zusammengefügt
werden, um eine mehrschichtige oder dreidimenisonale Faserbahn mit
einem beträchtlichen
Gewicht, beispielsweise von ungefähr einigen Gramm bis zu Tausenden
von Gramm pro Yard, zu bilden. In kontinuierlichen Faservliesstoffbahnen
werden die textilen Fasern in variierenden Winkeln zur Langsachse
der Bahn angeordnet. Wenn eine Bahn durch die Aktion einer Kardiermaschine
ausgeformt wird, so werden die Fasern vorherrschend in der Maschinenrichtung
ausgerichtet, wobei andererseits isotropische Bahnen beispielsweise
durch ein Legen im Luftstrom ausgebildet werden können. Die
oben beschriebenen Faserbahnen werden typischerweise mit einem Polymerbindemittel
imprägniert
(polymer gebunden). In einer bevorzugten Form werden die Polymerbindemittel
als eine Emulsion acrylischer Natur, als Polyvinylacetat oder einer ähnlichen
Polymernatur und als Mischungen daraus aufgebracht. Vorzugsweise
sind die Fasern nicht verwoben und im wesentlichen willkürlich ausgerichtet
und mit einem Polymerbindemittel haftend miteinander verbunden.
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Hydroverfitzte und vernadelte Bahnen
unterscheiden sich von polymer verbundenen Bahnen, da sie sich prinzipiell
auf die physikalische Verschlingung ihrer Fasern stützen, um
die Integrität
der Bahn zu liefern. Im Gegensatz zu polymer verbundenen und physikalisch
verschlungenen Bahnen bestehen Spinnvliesbahnen typischerweise aus
Fasern unbestimmter Länge,
die durch ein Lösungsmittel
oder Schmelzverfahren miteinander verbunden werden.
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Wie gezeigt ist, können die
Bahnen in Form eines flachen Films vorliegen, oder sie können als
im Vorhinein mit Öffnungen
versehener dreidimensionaler Film vorliegen. Die Beschichtungen
sind dauerhaft und erhöhen
die Oberflächenenergie
der Bahn, um die behandelte Bahn benetzbarer zu machen. Die Beschichtung ist
dauerhaft, dadurch dass sie über
der Zeit aufrecht gehalten wird, sogar nachdem sie Wasser und anderen wässrigen
Flüssigkeiten
ausgesetzt wurde. In dieser Hinsicht werden die Bahnen der vorliegenden
Erfindung in einer Hinsicht in den Ausdrücken ihrer Fähigkeit, über der
Zeit und/oder nach dem Ausgesetztsein gegenüber Flüssigkeiten benetzbar zu bleiben,
gekennzeichnet. Die Fähigkeit, über der
Zeit benetzbar zu bleiben, wird durch das Messen des Nach-Alterungs-Kontaktwinkels
bestimmt. Diese Messung umfasst das Lagern der behandelten Bahn
bei 60°C
für 16
Stunden, um die behandelte Bahn künstlich zu altern, bevor der
Kontaktwinkel gemessen wird. Die Fähigkeit der Bahn, nachdem sie
Flüssigkeiten
ausgesetzt wurde, benetzbar zu bleiben, wird durch das Messen des
Nach-Waschungs-Kontaktswinkels der Bahn bestimmt. Diese Messung umfasst
das Platzieren einer Probe von 2 Inch × 2 Inch der behandelten Bahn
in einem Wasserbad von 250 ml mit einer Temperatur von 65°C während 90
Sekunden mit einem heftigen Umrühren
vor dem Messen des Kontaktwinkels. Die Verfahren und die Vorrichtungen
für das
Messen des Kontaktwinkels zwischen einer Flüssigkeit und einer Bahnoberfläche sind
im Stand der Technik wohl bekannt. Es wird jedoch der Wasserkontaktwinkel,
der mit einem Goniometer (Modell # 100-00, Rame-Hart, Inc., Mountain
Lakes, NJ) gemessen wird, verwendet, um die Benetzbarkeit der Bahn
der vorliegenden Erfindung zu bestimmen. Alle Kontaktwinkelmessungen
werden als die mittleren Messungen bei 3 Proben aufgezeichnet.
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In einem Aspekt wird die behandelte
Bahn der vorliegenden Erfindung einen Nach-Alterungs-Kontaktwinkel
aufweisen, der um nicht mehr als ungefähr 60 Grad größer ist
als der Vor-Alterungs-Kontaktwinkel der behandelten Bahn (das ist
der Kontaktwinkel, der vor der Lagerung bei 60°C für 16 Stunden gemessen wird). Vorzugsweise
wird die behandelte Bahn einen Nach-Alterungs-Kontaktwinkel aufweisen, der nicht mehr
als ungefähr
40 Grad, noch besser nicht mehr als ungefähr 20 Grad und nochmals besser
nicht mehr als ungefähr 10
Grad größer als
der Vor-Alterungs-Kontaktwinkel ist. In anderer Hinsicht wird die
behandelte Bahn der vorliegenden Erfindung einen Nach-Waschungs-Kontaktwinkel aufweisen,
der nicht mehr als ungefähr
60 Grad größer als
der Vor-Waschungs-Kontaktwinkel der behandelten Bahn (das ist der
Kontaktwinkel, wie er gemessen wird, bevor die behandelte Bahn in
einem Wasserbad von 250 ml bei 65°C
für 90
Sekunden mit einem heftigen Umrühren
platziert wird) ist. In dieser Hinsicht wird die behandelte Bahn
vorzugsweise einen Nach-Waschungs-Kontaktwinkel aufweisen, der nicht
mehr als ungefähr
40 Grad, noch besser nicht mehr als ungefähr 20 Grad, nochmals besser
nicht mehr als ungefähr
10 Grad größer als
der Vor-Waschungs-Kontaktwinkel ist. In einem bevorzugten Aspekt
wird die behandelte Bahn der vorliegenden Erfindung die oben diskutierten
Nach-Alterungs- und Nach-Waschungs-Anforderungen erfüllen.
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Die behandelten Bahnen der vorliegenden
Erfindung werden entweder (oder vorzugsweise sowohl als auch) einen
Nach-Alterungs- oder einen Nach-Waschungs-Kontaktwinkel von weniger
als ungefähr
90 Grad, vorzugsweise von nicht mehr als ungefähr 70 Grad, noch besser von
nicht mehr als ungefähr
50 Grad, nochmals besser von nicht mehr als ungefähr 30 Grad
und am besten von nicht mehr als ungefähr 20 Grad aufweisen.
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II. Absorbierende Artikel
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Der Ausdruck "absorbierender Artikel", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen, die verwendet werden,
um Körperausscheidungen
zu absorbieren und einzuschließen,
und insbesondere auf Vorrichtungen, die am oder in der Nähe des Körpers des
Trägers
platziert werden, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben
werden, zu absorbieren und einzuschließen. Der Ausdruck "absorbierender Artikel" soll Windeln, Menstruationskissen,
Tampons, Damenbinden, Inkontinenzkissen, Trainingshosen und dergleichen,
als auch Wischtücher,
Bandagen und Wundverbände
einschließen.
Der Ausdruck "Einweg-" wird hier verwendet,
um absorbierende Artikel zu beschreiben, die nicht gewaschen oder
anders wieder hergestellt oder erneut als ein absorbierender Artikel
verwendet werden sollen (das heißt, sie sollen nach einem begrenzten
Gebrauch weggeworfen und vorzugsweise recycelt, kompostiert oder
anderswie in einer umweltverträglichen
Weise entsorgt werden). Ein "einstöckiger" absorbierender Artikel
bezieht sich auf absorbierende Artikel, die als eine einzige Struktur
oder als getrennte Teile, die miteinander verbunden werden, um eine
koordinierte Einheit zu bilden, ausgebildet werden, so dass sie
keine getrennten Handhabungsteile, wie einen getrennten Halter und
ein Kissen benötigen.
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Es sollte verständlich sein, dass die gesamte
Größe, die
Form und/oder die Konfiguration des absorbierenden Artikels, in
den die behandelten Bahnen der vorliegenden Erfindung eingefügt werden,
oder mit dem sie verwendet werden, keine kritische oder funktionelle
Beziehung zu den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufweisen.
Solche Parameter müssen
jedoch zusammen mit der vorgesehen Flüssigkeit und der vorgesehenen
Funktion bei der Bestimmung passender Bahnkonfigurationen berücksichtigt
werden.
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Zusätzlich zu den behandelten Bahnen
der vorliegenden Erfindung werden absorbierende Artikel auch einen
absorbierenden Kern für
das Halten jeglicher absorbierter Körperflüssigkeiten umfassen. Beispielhafte absorbierende
Strukturen für
eine Verwendung als absorbierender Kern in der vorliegenden Erfindung
sind im US-Patent 4,950,264, das an Osborn am 21. August 1990 erteilt
wurde, im US-Patent 4,610,678, das an Weisman et al. am 9. September
1986 erteilt wurde, im US-Patent 4,834,735, das an Alemany et al.
am 30. Mai 1989 erteilt wurde, in der europäischen Patentanmeldung Nr.
0 198 683 der Procter & Gamble
Company, die am 22. Oktober 1986 im Namen von Duenk et al. veröffentlicht
wurde, im US-Patent 4,673,402, das an Weisman et al. am 16. Juni
1987 erteilt wurde, und im US-Patent 4,888,231, das an Angstadt
am 19. Dezember 1989 erteilt wurde, beschrieben. Der absorbierende
Kern kann weiter das doppelte Kernsystem, das einen Annahme/Verteilungskern
chemisch versteifter Fasern, der über einem absorbierenden Speicherkern
angeordnet ist, wie das detailliert im US-Patent 5,234,423 mit dem
Titel "Absorbent
Article With Elastic Waist Feature and Enhanced Absorbency", das an Alemany
et al. am 10. August 1993 erteilt wurde, und im US-Patent 5,147,345 mit
dem Titel "High
Efficiency Absorbent Articles For Incontinence Management", das an Young, LaVon
und Taylor am 15. September 1992 erteilt wurde, beschrieben ist,
umfassen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
eines einstöckigen
absorbierenden Artikels, der wie hier hergestellt ist, ist ein Menstruationskissen
oder eine Damenbinde.
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Der Ausdruck "Damenbinde", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf einen absorbierenden Artikel, der von Frauen neben der
Schamregion im allgemeinen außerhalb
der urogenitalen Region getragen wird, und der Menstruationsflüssigkeiten
und andere Vaginalausscheidungen vom Körper der Trägerin (beispielsweise Blut,
Menses und Urin) absorbieren und einschließen soll. Interlabiale Vorrichtungen,
die sich teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Vorhofs der Trägerin befinden,
liegen auch im Umfang der vorliegenden Erfindung. Geeignete weibliche
Hygieneartikel sind im US-Patent 4,556,146, das an Swanson et al.
am 3. Dezember 1985 erteilt wurde, im US-Patent 4,589,876, das an
Van Tilberg am 27. April 1993 erteilt wurde, im US-Patent 4,687,478,
das an Van Tilburg am 18. August 1987 erteilt wurde, im US-Patent
4,950,264, das an Osborn Ill am 21. August 1990 erteilt wurde, im
US-Patent 5,009,635, das an Osoborn Ill am 23. April 1991 erteilt
wurde, im US-Patent 5,267,992, das an Van Tilburg am 7. Dezember
1993 erteilt wurde, im US-Patent 5,389,094, das an Lavash et al.
am 14. Februar 1995 erteilt wurde, im US-Patent 5,413,568, das an Roach et al.
am 9. Mai 1995 erteilt wurde, im US-Patent 5,460,623, das an Emenaker
et al. am 24. Oktober 1995 erteilt wurde, im US-Patent 5,489,283,
das an Van Tilburg am 6. Februar 1996 erteilt wurde, im US-Patent
5,569,231, das an Emenaker et al. am 29. Oktober 1996 erteilt wurde,
und im US-Patent 5,620,430, das an Bamber am 15. April 1997 erteilt
wurde, beschrieben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Damenbinde zwei Klappen auf,
wobei jede neben dem Seitenrand des absorbierenden Kerns liegt und
sich seitlich von diesem Seitenrand erstreckt. Die Klappen sind
konfiguriert, um über
die Ränder
des Slips der Trägerin
in der Schrittregion gelegt zu werden, so dass die Klappen zwischen
den Rändern
des Slips der Trägerin
und den Schenkeln angeordnet sind. Die Klappen dienen zwei Zwecken.
Zuerst helfen die Klappen, ein Verunreinigen des Körpers der
Trägerin
und des Slips durch Menstruationsflüssigkeit zu verhindern, indem
sie vorzugsweise eine doppelte Wandbarriere entland den Rändern des
Slips ausbilden. Als zweites sind die Klappen vorzugsweise mit Befestigungsmitteln
auf ihrer Kleideroberfläche
versehen, so dass die Klappen unter dem Slip zurückgefaltet und an der zur Kleidung
weisenden Seite des Slips befestigt werden. Auf diese Weise dienen
die Klappen dazu, die Damenbinde passend im Slip zu halten. Die
Klappen können
aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, wobei Materialien,
die ähnlich
der Oberschicht, der Unterschicht, einem Tissue oder Kombinationen dieser
Materialien sind, eingeschlossen sind. Weiter können die Klappen ein getrenntes
Element sein, das am Hauptkörper
der Damenbinde befestigt wird, oder sie können als Erweiterungen der
Oberschicht und der Unterschicht ausgebildet sein (das heißt einstöckig ausgebildet).
Eine Anzahl von Damenbinden, die Klappen aufweisen, die geeignet
oder anpassbar für
eine Verwendung mit den Damenbinden der vorliegenden Erfindung sind,
sind im US-Patent 4,687,478 mit dem Titel "Shaped Sanitary Napkin With Flaps", das an Van Tilburg
am 18. August 1987 erteilt wurde, und im US-Patent 4,589,876 mit
dem Titel "Sanitary
Napkin", das an
Van Tilburg am 20. Mai 1986 erteilt wurde, beschrieben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine Annahmeschicht (können mehrere
Annahmeschichten) zwischen der Oberschicht und dem absorbierenden
Kern angeordnet sein. Die Annahmeschicht kann mehreren Funktionen,
die das Verbessern des Ansaugens der Ausscheidungen über und
in den absorbierenden Kern einschließen, dienen. Es gibt mehrere
Gründe,
warum die verbesserte Ansaugung von Ausscheidungen wichtig ist,
wobei diese eine gleichförmigere
Verteilung der Ausscheidungen im absorbierenden Kern einschließen und
es der Damenbinde ermöglichen,
dass sie relativ dünn
ausgebildet werden kann. Das Ansaugen, auf das hier Bezug genommen
wird, kann den Transport von Flüssigkeiten
in einer, zwei oder allen Richtungen (das ist in der x-y-Ebene oder
in der z-Richtung) umfassen. Die Annahmeschicht kann mehrere unterschiedliche
Materialien umfassen, wobei Vliesstoffe oder gewobene Bahnen aus synthetischen
Fasern, die Polyester-, Polypropylen- oder Polyethylenfasern einschließen, natürlichen
Fasern, die Bauwolle oder Zellulose einschließen, Mischungen solcher Fasern
oder irgendwelche äquivalenten
Materialien oder Kombinationen von Materialien, eingeschlossen sind.
Beispiele von Damenbinden, die eine Annahmeschicht und eine Oberschicht
aufweisen, sind vollständiger
im US-Patent 4,950,264, das an Osborn erteilt wurde, und in der
US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 07/810,774 "Absorbent Article
Having Fused Layers",
die am 17. Dezember 1991 im Namen von Cree et al. eingereicht wurde,
beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Annahmeschicht
mit der Oberschicht durch irgendwelche konventionelle Mittel für das Verbinden
von Bahnen, am besten durch Schmelzbindungen, verbunden sein, wie
das vollständiger
in der angegebenen Anmeldung von Cree beschrieben ist.
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Menstruationspads können folgendermaßen konstruiert
werden. Auf ein mit Silikon beschichtetes Abziehpapier wird ein
Spiralmuster eines Heißschmelzhaftmittels
H2031 Findley mit 0,04 g/in2 aufgebracht.
Diese Haftmittelschicht wird auf die obere (zum Träger weisende)
Seite einer sekundären
Oberschicht durch das Walzen der sekundären Oberschicht und des beschichteten
Abziehpapiers mit einem Handwalze überführt. Die sekundäre Oberschicht
ist aus einem Vliesstoffmaterial, das als Fort James Airlaid Tissue,
Grade 817 von der Fort James Corp. Aus Green Bay, Wisconsin kommerziell
erhältlich
ist, ausgebildet. Eine Oberschicht der vorliegenden Erfindung wird
auf die Haftmittelseite der sekundären Oberschicht aufgebracht
und die zwei werden durch das sanfte Zusammenpressen dieser beiden
mit einer Handwalze miteinander verbunden. Zwei Streifen eines ein
viertel Inch breiten doppelseitigen Klebebandes werden entlang beider
Seitenränder
der Polyethylenunterschicht aufgebracht. Der absorbierende Kern
wird der Konstruktion hinzugefügt,
um die absorbierende Struktur zu vollenden.
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Der Ausdruck "Windel", wie er hier verwendet wird, bezieht
sich auf ein Kleidungsstück,
das allgemein von Kindern und inkontinenten Personen getragen wird,
und das um den unteren Rumpf des Trägers getragen wird. Es sollte
jedoch verständlich
sein, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere absorbierende
Artikel, wie Inkontinenzeinlagen, Inkontinenzkissen, Trainingshosen,
Windeleinschübe,
Gesichtstücher,
Papierhandtücher
und dergleichen anwendbar ist. Im allgemeinen wird eine Windel der
vorliegenden Erfindung eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht
der vorliegenden Erfindung, eine flüssigkeitsundurchlässige Unterschicht, die
mit der Oberschicht verbunden ist, und einen absorbierenden Kern,
der zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet ist,
umfassen. Zusätzliche
strukturelle Merkmale, wie elastische Elemente und Befestigungselemente
für das
Befestigen der Windel an ihrem Platz am Träger (wie beispielsweise Haftmittelbänder), können auch
eingefügt
werden.
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Während
die Oberschicht, die Unterschicht und der absorbierende Kern in
einer Vielzahl wohl bekannter Konfigurationen zusammengefügt werden
können,
ist eine bevorzugte Windelkonfiguration allgemein im US-Patent 3,860,003
(Buell), das am 14. Januar 1975 erteilt wurde, dessen Offenbarung
hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, beschrieben. Alternativ
sind bevorzugte Konfigurationen für Einwegwindeln auch im US-Patent
4,808,178 (Aziz et al.), das am 28. Februar 1989 erteilt wurde,
im US-Patent 4,695,278 (Lawson), das am 22. September 1987 erteilt
wurde, und in der Anmeldung mit der Seriennummer 07/637,090, die von
Noel et al. am 3. Januar 1991 eingereicht wurde (PCT-Veröffentlichungsnummer
WO 92/11830, veröffentlicht
am 23. Juli 1992) beschrieben.
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Der absorbierende Kern der Windel
wird zwischen der Oberschicht und der Unterschicht angeordnet. Der
absorbierende Kern kann in einer Vielzahl von Größen und Formen (beispielsweise
rechteckig, sanduhrförmig,
asymmetrisch etc.) hergestellt werden. Die gesamte Absorptionskapazität des absorbierenden
Kerns sollte jedoch mit der vorgesehenen Flüssigkeitsbeladung für den beabsichtigten
Gebrauch des absorbierenden Artikels oder der Windel kompatibel
sein. Weiterhin kann die Größe und die
Absorptionskapazität
des absorbierenden Kerns variieren, um eine Anpassung an Träger von
Kindern bis zu Erwachsenen zu erreichen.
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Wie gezeigt wurde, so kann der absorbierende
Kern ein Flüssigkeitsverteilungselement
einschließen. In
einer bevorzugten Konfiguration umfasst der absorbierende Kern weiter
eine Annahmeschicht oder ein Element in Flüssigkeitsverbindung mit dem
Flüssigkeitsverteilungselement
und zwischen dem Flüssigkeitsverteilungselement
und der Oberschicht. Die Annahmeschicht oder das Element können aus
mehreren unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei diese Vliesstoffe
oder gewobene Bahnen aus synthetischen Fasern, die Polyester, Polypropylen
oder Polyethylen einschließen,
natürlichen
Fasern, die Baumwolle oder Zellulose einschließen, Mischungen solcher Fasern
oder irgend äquivalenter
Materialien oder Kombinationen von Materialien einschließen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
wird die Windel elastische Beinaufschläge umfassen. Die elastischen
Beinaufschläge
können
in verschiedenen Konfigurationen ausgebildet werden, wobei solche
eingeschlossen sind, die im US-Patent 3,860,003, im US-Patent 4,909,803,
das an Aziz et al. am 20. März
1990 erteilt wurde, im US-Patent 4,695,278, das an Lawson am 22.
September 1987 eingereicht wurde, und im US-Patent 4,795,454, das
an Dragoo am 3. Januar 1989 eingereicht wurde, beschrieben sind.
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Im Gebrauch wird die Windel an den
Träger
durch das Positionieren der hinteren Taillenbandregion unter dem
Hintern des Trägers
und das Ziehen des Rests der Windel zwischen den Beinen des Trägers, so dass
die vordere Taillenbandregion über
der Vorderseite des Trägers
angeordnet wird, angelegt. Der Bandstreifen oder andere Befestigungsmittel
werden dann vorzugsweise an den nach außen weisenden Flächen der
Windel befestigt.
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III. Beispiele
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Die folgenden Beispiele sind nur
illustrativ und sollen keine Begrenzung der hier beschriebenen und beanspruchten
Erfindung bedeuten. In Bezug auf das Beispiel 2 wurde die Massenflusssteuerung,
die verwendet wurde, um die Silikon enthaltende Monomerverbindung
für die
Ablagerungsverfahren zu liefern, für die Flussrate von HMDSO kalibriert.
Die Flussraten der anderen Gase wur den auf der Basis der spezifischen
Wärme der
jeweiligen Gase berechnet. Die Genauigkeit der Massenflusssteuerungen
beträgt
in diesem Fall ±5% oder
besser.
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Beispiel 1
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Das Beispiel zeigt das Plasmabehandlungsverfahren
und den Vorteil dieser Erfindung bei der Aufbringung einer permanent
hydrophilen Beschichtung auf einen flachen Polyethylenfilm. Ein
flacher Polyethylenfilm (PE-Film), der eine mittlere Dicke von 1
Millimeter aufweist, wird von Tredegar Film Products, Inc. (Terre
Haute, IN) mit dem Kode für
die Materialzusammensetzung X-8318-1
erhalten. Dreischrittige Plasmabehandlungen werden in einem Plasmareaktor
(Advanced Plasma System, Model D, Funkfrequenz (RF): 40 kHz) mit
der Gaseinleitung und den Verfahrensbedingungen, wie sie in Tabelle
1 gezeigt sind, durchgeführt.
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Die sich ergebenden Proben der mit
Plasma behandelten Bahn werden dann auf ihre Oberflächenbenetzbarkeit
vor und nach schnellen Alterungsbedingungen getestet. Die schnellen
Alterungsbedingungen beziehen sich auf das Konditionieren der Bahnprobe
bei 60°C
für 16
Stunden vor der Messung der Benetzbarkeit. Der Wasserkontaktwinkel,
der mit einem Goniometer (Modell # 100-00, Rame-Hart, Inc., Mountain Lake,
NJ) gemessen wird, wird für
die Bestimmung der Benetzbarkeit der Bahn verwendet. Es wird eine
feste Dauerhaftigkeit der Benetzung der Beschichtung des aus HMDSO
gewonnenen Plasmas erzielt, wie das durch vergleichbare Kontaktwinkel,
die man bei Proben vor der Alterung und nach der Alterung erhält, ersichtlich
ist (siehe Tabelle 2).
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Beispiel 2
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Das Beispiel zeigt das alternative
Plasmabehandlungsverfahren und den Vorteil dieser Erfindung bei der
Aufbringung einer permanent hydrophilen Beschich tung auf einen flachen
PE-Film. Ein flacher PE-Film, der eine mittlere Dicke von 1 Millimeter
aufweist, wird von Tredegar Film Products, Inc. (Terre Haute, IN)
mit dem Kode für
die Materialzusammensetzung X-8318-1 erhalten. Dreischrittige Plasmabehandlungen
werden in einem Plasmareaktor (Plasma Science PS0500D) mit der Gaseinleitung
und den Verfahrensbedingungen, wie sie in Tabelle 3 gezeigt sind,
durchgeführt.
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Die sich ergebenden Proben der mit
Plasma behandelten Bahn werden dann auf ihre Oberflächenbenetzbarkeit
vor und nach dem Wasserwaschtest ausgewertet. Der Wasserwaschtest
umfasst das Eintauchen einer Bahnprobe von 2 Inch × 2 Inch
in einem Wasserbad von 250 ml bei einer Temperatur von 65°C für 90 Sekunden
mit einem heftigen Umrühren
(mit einem mit Teflon beschichteten Rührbalken). Der Wasserkontaktwinkel,
der mit einem Goniometer (Modell # 100-00, Rame-Hart, Inc., Mountain
Lake, NJ) gemessen wird, wird für
die Bestimmung der Benetzbarkeit der Bahn verwendet. Es wird eine
feste Dauerhaf tigkeit der Benetzung der Beschichtung des aus HMDSO
gewonnenen Plasmas erzielt, wie das durch vergleichbare Kontaktwinkel, die
man bei Proben vor der Waschung und nach der Waschung erhält, ersichtlich
ist (siehe Tabelle 4).
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Während
spezielle Ausführungsformen
der Erfindung in beträchtlichen
Details beschrieben wurden, können
Variationen und Modifikationen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden,
ohne von der Idee und dem Umfang der Erfindung, wie sie beschrieben
und beansprucht ist, abzuweichen.
