DE10197075B3 - Laminatstruktur und deren verwendung - Google Patents

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Abstract

Laminatstruktur, die zumindest einen Abschnitt einer ersten Schicht aufweist, der an zumindest einem Abschnitt einer zweiten Schicht angebracht ist, unter Verwendung einer Kleberzusammensetzung, umfassend zumindest 50 und weniger als 80 Gewichtsprozent eines ataktischen Polymers mit einem Kristallinitätsgrad von weniger als 20% und einem relativen mittleren Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000; und zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent eines isotaktischen Polymers mit einem Kristallinitätsgrad von zumindest 40% und einem relativen mittleren Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, wobei die erste Schicht ein NBL-Substrat ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Leute verlassen sich auf saugfähige Eingweggegenstände, um sich ihr Leben zu erleichtern. Saugfähige Einweggegenstände, beispielsweise Gegenstände für inkontinente Erwachsene und Windeln, werden üblicherweise durch Vereinigung mehrerer Bestandteile hergestellt. Diese Bestandteile umfassen typischerweise eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht; eine an der Deckschicht angebrachte, flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht; und einen saugfähigen Kern, der zwischen der Deckschicht und der Rückschicht angeordnet ist. Wenn der Einweggegenstand getragen wird, ist die flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht an dem Körper des Trägers angeordnet. Die Deckschicht ermöglicht den Durchgang von Körperfluiden in den saugfähigen Kern. Die flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht dient dazu, einen Austritt von Fluiden zu verhindern, die in dem saugfähigen Kern festgehalten werden. Der saugfähige Kern ist üblicherweise so ausgelegt, dass er gewünschte physikalische Eigenschaften aufweist, also ein hohes Saugvermögen und eine hohe Aufnahmerate, so dass Körperfluide von der Haut des Trägers in den saugfähigen Einweggegenstand transportiert werden können.
  • Häufig werden ein oder mehrere Bestandteile eines saugfähigen Einweggegenstands durch einen Kleber miteinander verbunden. So wurden beispielsweise Kleber dazu eingesetzt, einzelne Schichten des saugfähigen Gegenstands miteinander zu verbinden, beispielsweise die Deckschicht (die auch beispielsweise als körperseitiges Futter bekannt ist) und die Rückschicht (die auch beispielsweise als äußere Abdeckung bekannt ist). Kleber wurde auch dazu eingesetzt, diskrete Stücke mit dem Gegenstand zu verbinden, beispielsweise Befestigungsmittel und Beinelastikteile. In vielen Fällen wird dadurch, dass Bestandteile miteinander verbunden werden, eine Laminatstruktur ausgebildet, bei welcher Kleber sandwichartig zwischen Materialien (beispielsweise Schichten aus Polymerfilm und/oder Schichten aus Woven- oder Nonwoven-Stoffen) eingeschlossen ist, welche die Bestandteile bilden, die miteinander verbunden sind.
  • In vielen Fällen wird ein Heißschmelzkleber, also eine Polymermischung, die dazu verwendet wird, die Mischung vor dem Aufbringen auf eines oder beide Materialien bei Ausbildung eines Laminats im wesentlichen zu verflüssigen, zur Herstellung einer Laminatstruktur verwendet. Zwar sind derartige Mischungen im allgemeinen funktionsfähig, jedoch können sie teuer sein, und ihre Leistungseigenschaften lassen sich verbessern. So kann beispielsweise das Haftvermögen verbessert werden, um ein stabileres Laminat zur Verfügung zu stellen (beispielsweise zur Verbesserung des Zusammenhalts oder der Festigkeit der Bindung zwischen zwei Bestandteilen in einem saugfähigen Einweggegenstand). Alternativ kann die Neigung von Heißschmelzklebern, sich von der Laminatstruktur und auf die Oberflächen von Einrichtungen zu bewegen, beispielsweise Ultraschallverbindungseinrichtungen, die zur Verbindung von Schichten mittels Ultraschall verwendet werden, verringert oder ausgeschaltet werden.
  • Es besteht ein Bedürfnis oder Wunsch nach einer Kleberzusammensetzung, die eine oder mehrere Leistungseigenschaften aufweist, die vergleichbar mit oder besser als eine oder mehrere derselben Leistungseigenschaften (beispielsweise Bindungsfestigkeit) eines herkömmlichen Heißschmelzklebers sind, und die typischerweise weniger kosten als ein herkömmlicher Heißschmelzkleber. Laminatstrukturen und saugfähige Wegwerfgegenstände, welche die Kleberzusammensetzung einsetzen, würden von diesen verbesserten Eigenschaften profitieren. Weiterhin besteht ein Bedürfnis oder Wunsch nach effizienten Verfahren zur Herstellung der Kleberzusammensetzung, und effizienten Verfahren zur Herstellung von Laminatstrukturen und saugfähigen Einweggegenständen, welche die Kleberzusammensetzung verwenden.
  • US-Patent 3,325,562 A von Peterkin betrifft einen Heißschmelzkleber, umfassend ein ataktisches Polypropylen, ein isotaktisches Polypropylen und ein aromatischer Kohlernwasserstoff-Aldehyd-Harz.
  • US-Patent 3,370,106 A von Hall et al. betrifft eine Heißschmelzkleberzusammensetzung, umfassend 75 bis 95 Gew.-% ataktisches Polypropylen, und 5 bis 25 Gew.-% isotaktisches Polypropylen oder Polyethylen.
  • WO 96/06966 A1 von Mc Manus et al. betrifft einen Vliesstoff, welcher eine Vlieslage umfasst. Die Vlieslage umfasst Filamente aus einem thermoplastischen Polymer, welches ein Gemisch aus 60–99 Gew.-% mindestens eines isotaktischen Polymers und 1–40 Gew.-% mindestens eines ataktischen Polymers ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Laminatstrukturen, hergestellt unter Verwendung von Kleberzusammensetzungen, die ausgewählte Verhältnisse kristalliner und amorpher Polymere aufweisen, wobei die Kleberzusammensetzungen bessere Leistungseigenschaften aufweisen, und/oder weniger kosten als herkömmliche Heißschmelzkleber. Wir haben beispielsweise festgestellt, dass die Leistungeigenschaften einer Kleberzusammensetzung, die ein Polymer aufweist, welches unterschiedliche Konfigurationen annehmen kann (beispielsweise eine ataktische, isotaktische, und/oder syndiotatkische Konfiguration, wie nachstehend definiert), dadurch verbessert werden kann, dass das Verhältnis der Konfigurationen geändert wird, die in der Kleberzusammensetzung vorhanden sind (beispielsweise durch Erhöhung der Menge eines Polymers, das eine isotaktische Konfiguration aufweist, welche typischerweise einen höheren Kristallinitätsgrad aufweist als die anderen Konfigurationen, relativ zur Menge an Polymer, das eine ataktische Konfiguration aufweist, die typischerweise einen niedrigeren Kristallinitätsgrad aufweist als die anderen Konfigurationen). So haben wir beispielsweise festgestellt, dass ein Material, das eine Kombination aus ataktischem Polypropylen und isotaktischem Polypropylen aufweist, gewünschte Klebereigenschaften besitzt, und zur Herstellung von Laminatstrukturen und saugfähigen Wegwerfgegenständen verwendet werden kann.
  • Bei einem ataktischen oder amorphen Polymer ist üblicherweise weniger wahrscheinlich, dass es eine kristalline Struktur annimmt. Bei einem isotaktischen Polymer ist es im allgemeinen wahrscheinlicher, dass es eine kristalline Struktur annimmt. Ohne auf irgendeine Theorie festgelegt zu sein, wird angenommen, dass ein Material, das eine bestimmte Kombination aus ataktischen und isotaktischen Polymeren aufweist, beispielsweise aus ataktischen und isotaktischen Polypropylenen, Bereiche und/oder Eigenschaften sowohl eines kristallinen Materials als auch eines amorphen Materials aufweist. Durch Änderung der relativen Anteile an ataktischem und isotaktischem Polymer, oder in dieser Hinsicht der relativen Anteile an Polymer, die unterschiedliche Kristallinitätsgrade aufweisen, kann man die Leistungseigenschaften der sich ergebenden Kleberzusammensetzung ändern. Die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzungen arbeiten im allgemeinen besser, und kosten weniger, als herkömmliche Heißschmelzkleber. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzungen ausgewählte Polymere aufweisen, die unterschiedliche Kristallinitätsgrade haben, etwa eine Kleberzusammensetzung, die ataktisches und isotaktisches Polypropylen enthält, ob diese Zusammensetzung nun sämtliche hier diskutierten Vorteile aufweist, oder nicht.
  • Wie voranstehend erwähnt kann ein Material, das eine Kombination aus einem ataktischen und einem isotaktischen Polymer enthält, beispielsweise ein Material, das ataktisches Polypropylen und isotaktisches Polypropylen aufweist, weniger kosten als ein herkömmlicher Heißschmelzkleber. Allgemein liegt dies daran, dass herkömmliche Heißschmelzkleber typischerweise so formuliert sind, dass verschiedene Bestandteile kombiniert werden, einschließlich eines oder mehrere Polymere zur Erzielung der Kohäsionsfestigkeit; Viskositätsänderungsmittel, beispielsweise Öle oder wachsartige Materialien; und andere Zusatzstoffe (beispielsweise Antioxidantien). Bei einigen Versionen der Erfindung stellt allein eine Kombination aus dem ataktischen und dem isotaktischen Polymer verbesserte Bindungseigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Heißschmelzklebern zur Verfügung. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung Kleberzusammensetzungen verwendet, welche ausgewählte ataktische, isotaktische und/oder syndiotaktische Polymere enthalten, oder ausgewählte Polymere mit unterschiedlichem Kristallinitätsgrad, kombiniert mit anderen Zusatzstoffen oder Materialien.
  • Ein weiterer Vorteil bei einigen Versionen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Zusammensetzungen in herkömmlichen Heißschmelzkleberverarbeitungseinrichtungen eingesetzt werden können. Daher kann das Klebermaterial bei Einrichtungen verwendet werden, die bereits zum Zwecke der Verarbeitung und Aufbringung herkömmlicher Heißschmelzkleber vorhanden sind.
  • Abgesehen davon, ob in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzungen weniger kosten als herkömmliche Heißschmelzkleber oder nicht, haben wir festgestellt, dass repräsentative Ausführungsformen unserer vorliegenden Erfindung verbesserte Leistungseigenschaften im Vergleich zu den Leistungseigenschaften herkömmlicher Heißschmelzkleber aufweisen. Diese Vorteile in Bezug auf die Leistung können das Verarbeiten und Aufbringen von in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzungen in abgeänderten, herkömmlichen Heißschmelzklebereinrichtungen rechtfertigen, oder in Einrichtungen, die speziell dazu ausgelegt und angefertigt wurden, um in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzungen zu verarbeiten und aufzubringen. Weiterhin können diese Leistungsvorteile in einigen Fällen in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzungen rechtfertigen, bei denen der Kostenaufwand höher als bei herkömmlichen Heißschmelzklebern ist.
  • Ein Blick auf eine Gruppe von Ergebnissen, die in den nachstehenden Beispielen angegeben sind, demonstriert einen Vorteil, der zumindest bei einigen Versionen der vorliegenden Erfindung vorhanden ist. Bei einem Beispiel wurden acht unterschiedliche Kleber, von denen einer ein Beispiel für die vorliegende Erfindung darstellte, zur Verbindung zweier Substrate miteinander verwendet. Sämtliche Versuchslaminate wurden unter Verwendung einer herkömmlichen Heißschmelzverarbeitungseinrichtung hergestellt, bei welcher sowohl die herkömmlichen Heißschmelzkleber sowie ein in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeter Kleber bei einer Temperatur im Bereich von etwa 350 Grad Fahrenheit bis etwa 380 Grad Fahrenheit im wesentlichen verflüssigt wurden. Der im wesentlichen verflüssigte Kleber wurde dann von dem Heißschmelztank durch eine Zahnradpumpe zu einem Aufbringungsort befördert, in der Nähe eines der Substrate, die zur Herstellung des Laminats verwendet wurden. Mit jedem der acht Laminate, die eine unterschiedliche Kleberzusammensetzung verwendeten, wurde dann ein Versuch durchgeführt, der so ausgelegt war, dass der Zusammenhalt oder die Festigkeit der Bindung zwischen den beiden Substraten bewertet wurde (was wiederum nachstehend genauer geschildert wird). Die sieben Laminate, die jeweils einen unterschiedlichen, herkömmlichen Heißschmelzkleber aufwiesen, fielen nach etwa 4 Stunden oder weniger aus (Ausfall bedeutet, dass die beiden Substrate, die ursprünglich unter Verwendung des Klebers verbunden waren, sich vollständig voneinander lösten; diese Ausfallzeit wird als Ausfallzeit für statisches Abschälen bezeichnet). Bei dem Laminat, bei dem eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung eingesetzt wurde, trat ein Ausfall der Verbindung noch nicht mal nach 30 Stunden auf. Stattdessen fiel eines der Substrate selbst während des Versuchs aus; dies bedeutet, dass nicht die Bindung ausfiel, sondern das Material ausfiel, da die Bindung stärker war als das Material.
  • Eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung umfasst ein ataktisches Polymer mit einem Kristallinitätsgrad von 20% oder weniger, speziell einer Kristallinität von 15% oder weniger, und einem mittleren Molekulargewicht etwa 1000 bis 300000, speziell von 3000 bis 100000; und ein isotaktisches Polymer, das einen Kristallinitätsgrad von 40% oder mehr aufweist, speziell von 60% oder mehr, spezieller von 80% oder mehr, und ein mittleres Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, spezieller zwischen 10000 und etwa; wobei die Kleberzusammensetzung ein Heißschmelzkleber ist, der bei einer Temperatur von etwa 450 Grad Fahrenheit oder weniger verarbeitbar ist, speziell bei einer Temperatur von etwa 400 Grad Fahrenheit oder weniger, spezieller bei einer Temperatur von etwa 375 Grad Fahrenheit oder weniger, und bevorzugt bei einer Temperatur von etwa 350 Grad Fahrenheit oder weniger.
  • Diese Kleberzusammensetzung kann einen Schmelzindex zwischen etwa 100 und etwa 2000 Gramm pro 10 Minuten aufweisen, oder zwischen etwa 200 und etwa 1800 Gramm pro 10 Minuten, oder zwischen etwa 500 und etwa 1500 Gramm pro 10 Minuten, bestimmt gemäß ASTM D 1238. Der Schmelzindex hängt von der Kristallinität ab, dem Molekulargewicht, und der Molekulargewichtsverteilung der Polymere, die in der Kleberzusammensetzung vorhanden sind. Das ataktische Polymer ist in einer Menge von zumindest 50 bis weniger als 80 Gewichtsprozent vorhanden, und das isotaktische Polymer in einer Menge von etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent. Das Konzept einer Kleberzusammensetzung, die als Heißschmelzkleber verarbeitbar ist, wird nachstehend genauer erläutert. Das ataktische Polymer kann dasselbe Polymer sein wie das isotaktische Polymer (so dass beispielsweise beide Polypropylen sein können, wie nachstehend beschrieben, oder beide Polystyrol, Polybuten, Polyethylen sein können, oder Kombinationen hieraus), oder es kann das ataktische Polymer von dem isotaktischen Polymer verschieden sein. Der Begriff ”Polyethylen hoher Dichte” (HDPE) wird dazu verwendet, Polyethylen zu bezeichnen, das im wesentlichen isotaktisch ist, wogegen der Begriff ”Polyethylen von geringer Dichte” (LDPE) dazu verwendet wird, Polyethylen zu bezeichnen, das im wesentlichen ataktisch ist. HDPE weist üblicherweise eine Dichte im Bereich von etwa 0,035 bis 0,098 Gramm pro Kubikzentimeter auf, während LDPE üblicherweise eine Dichte im Bereich von etwa 0,910 bis 0,935 Gramm pro Kubikzentimeter aufweist.
  • Für die Zwecke dieser Anmeldung ist Gewichtsprozent definiert als die Masse einer Art von Polymer (beispielsweise ataktisch) in der Kleberzusammensetzung, dividiert durch die Summe der Massen anderer Arten von Polymer (beispielsweise ataktisch und isotaktisch) in der Kleberzusammensetzung, plus der Masse oder der Massen eines oder mehrerer zusätzlicher Bestandteile, die in der Kleberzusammensetzung vorhanden sein können, wobei dieser Wert mit 100 multipliziert wird. Wenn wir beispielsweise eine Kleberzusammensetzung herstellen, die 40 Gramm ataktischen Polypropylens und 60 Gramm isotaktischen Polypropylens aufweist, so enthält die Kombination 40 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen.
  • Eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung enthält ataktisches Polypropylen mit einem Kristallinitätsgrad von 20% oder weniger, speziell eine Kristallinität von 15% oder weniger, und einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000, spezieller zwischen 3000 und 100000; und isotaktisches Polypropylen mit einem Kristallinitätsgrad von 40% oder mehr, speziell von 60% oder mehr, insbesondere von 80% oder mehr, und einem mittleren Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, spezieller zwischen 10000 und 100000; wobei die Kleberzusammensetzung als Heißschmelzkleber bei einer Temperatur von etwa 450 Grad Fahrenheit oder weniger verarbeitbar ist. Diese Kleberzusammensetzung kann einen Schmelzindex zwischen etwa 100 und etwa 2000 Gramm pro 10 Minuten aufweisen, oder zwischen etwa 200 und etwa 1800 Gramm pro 10 Minuten, oder zwischen etwa 500 und etwa 1500 Gramm pro 10 Minuten. Eine andere Version einer Kleberzusammensetzung ist so ausgebildet, dass die Kleberzusammensetzung als Heißschmelzkleber bei einer Temperatur von etwa 400 Grad Fahrenheit oder weniger verarbeitbar ist, spezieller bei einer Temperatur von etwa 375 Grad Fahrenheit oder weniger, und noch spezieller bei einer Temperatur von etwa 350 Grad Fahrenheit oder weniger. Eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung ist so ausgebildet, dass das ataktische Polypropylen in einer Menge von zumindest 50 bis weniger als 80 Gewichtsprozent vorhanden ist, und das isotaktische Polypropylen in einer Menge zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent vorhanden ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Laminatstrukturen, welche Versionen der Kleberzusammensetzung einsetzen, wie sie voranstehend beschrieben wurde. So weist beispielsweise eine Version einer Laminatstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung eine erste Schicht und eine zweite Schicht auf, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten Schicht an zumindest einem Abschnitt der zweiten Schicht unter Verwendung einer Kleberzusammensetzung angebracht ist, die gleich einer oder mehrerer der voranstehend beschriebenen Versionen ist, oder analog zu diesen, wobei die Laminatstruktur eine Ausfallzeit beim statischen Abschälen von zumindest 1 Stunde aufweist, spezieller von zumindest 8 Stunden, und noch spezieller von zumindest 24 Stunden.
  • Bei einem anderen Aspekt weist eine Laminatstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung eine erste Schicht und eine zweite Schicht auf, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten Schicht an zumindest einem Abschnitt der zweiten Schicht unter Verwendung einer Kleberzusammensetzung befestigt ist, die ebenso ausgebildet ist, wie eine oder mehrere der voranstehend geschilderten Versionen, oder analog zu diesen, wobei die Laminatstruktur einen relativen Wachstumswert von weniger als 1 aufweist, oder weniger als 0,5, oder weniger als 0,2 (oder alternativ einen Wachstumswert, der im wesentlichen gleich Null ist, oder einen Wachstumswert, der kleiner ist als der Wachstumswert eines herkömmlichen Heißschmelzklebers, den eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung ersetzt). Ein relativer Wachstumswert von weniger als 1 bedeutet, dass sich die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung auf einer Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einer Ultraschallverbindungseinrichtung, mit einer Rate oder einer Menge ansammelt, die kleiner ist als die eines herkömmlichen Heißschmelzklebers, der als Vergleichsbeispiel ausgewählt wird. Bei einigen Versionen der Erfindung erzeugt eine Laminatstruktur, die eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung einsetzt, wenn sie durch eine Operationseinheit hindurchgeschickt wird, in welcher die Laminatstruktur Energie ausgesetzt ist (beispielsweise Ultraschallenergie, Infrarotenergie, Wärmeenergie durch Leitungs- oder Konvexionstransport, und/oder dergleichen) im wesentlichen keine Ansammlung der Kleberzusammensetzung auf Oberflächen der Einrichtung, welche diese Operationseinheit bilden (beispielsweise Oberflächen einer Ultraschallverbindungseinrichtung, die zum Verbinden von Materialien mittels Ultraschall verwendet wird).
  • Bei jeder der voranstehend geschilderten Laminatstrukturen, können die erste und die zweite Schicht ein Teil eines und desselben Substrats sein. Das Substrat kann daher auf sich selbst gefaltet und mit sich selbst verbunden werden unter Verwendung einer in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzung.
  • Weiterhin kann die erste Schicht, die zweite Schicht, oder können beide verschiedene Materialien aufweisen, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, ein Nonwoven-Material (beispielsweise ein einschnürverbundenes Laminat oder ein Spunbond-Material); ein Film; ein Woven-Material; ein elastisch ausgebildeter Bestandteil; ein Substrat, welches Zellulosematerial, thermoplastisches Material, oder beide aufweist; einige Kombinationen hieraus; und dergleichen.
  • Bei einem weiteren Aspekt kann ein saugfähiger Gegenstand ausgebildet werden, der eine Laminatstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt. So umfasst ein saugfähiger Gegenstand gemäß der vorliegenden Erfindung eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht; eine flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht; und eine Laminatstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, beispielsweise eine oder mehrere der voranstehend geschilderten Versionen. Ein Teil der Rückschicht, oder diese insgesamt, kann die Laminatstruktur aufweisen; ein Teil der Deckschicht, oder diese insgesamt, kann die Laminatstruktur aufweisen; die Laminatstruktur kann direkt oder indirekt an der Rückschicht, der Deckschicht, oder beiden angebracht sein; oder es kann eine Laminatstruktur, oder können mehrere Laminatstrukturen, in einigen Kombinationen hieraus vorhanden sein.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen Laminatstruktur in einem saugfähigen Gegenstand.
  • Eine Version eines Verfahrens zur Herstellung einer Laminatstruktur mit Merkmalen der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte, ein erstes Substrat bereitzustellen; ein zweites Substrat bereitzustellen; ein ataktisches Polymer bereitzustellen, das einen Kristallinitätsgrad von 20% oder weniger aufweist, speziell eine Kristallinität von 15% oder weniger, und ein mittleres Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000, spezieller zwischen 3000 und 100000; Bereitstellung eines isotaktischen Polymers, das einen Kristallinitätsgrad von 40% oder mehr aufweist, spezieller von 60% oder mehr, noch spezieller von 80% oder mehr, und ein mittleres Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, spezieller zwischen 10000 und 100000; Erwärmung des ataktischen Polymers und des isotaktischen Polymers, so dass sie zum Mischen ausreichend verflüssigt sind; Mischen des erwärmten, ataktischen Polymers und des erwärmten, isotaktischen Polymers zur Ausbildung einer Kleberzusammensetzung, die als Heißschmelzkleber bei einer Temperatur von weniger als etwa 450 Grad Fahrenheit verarbeitbar ist, spezieller von weniger als etwa 400 Grad Fahrenheit, und noch spezieller von weniger als etwa 375 Grad Fahrenheit, und bevorzugt von weniger als etwa 350 Grad Fahrenheit; Aufbringen der Kleberzusammensetzung auf das erste Substrat, das zweite Substrat, oder auf beide Substrate; und Verbinden zumindest eines Abschnitts des ersten Substrats mit zumindest einem Abschnitt des zweiten Substrats, so dass zumindest ein Teil der aufgebrachten Kleberzusammensetzung zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Das ataktische Polymer ist in einer Menge von zumindest 50 bis weniger als 80 Gewichtsprozent vorhanden, und das isotaktische Polymer in einer Menge zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent vorhanden. Das isotaktische Polymer und das ataktische Polymer können dasselbe Polymer sein (beispielsweise ataktisches Polypropylen und isotaktisches Polypropylen, oder ataktisches Polystyrol und isotaktisches Polystyrol, oder ataktisches Polybuten und isotaktisches Polybuten, oder HDPE und LDPE, oder Kombinationen derselben Polymere), oder aber unterschiedliche Polymere sein.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass das ataktische Polymer und das isotaktische Polymer an einem Ort erwärmt und gemischt werden können, der von dem Ort verschieden ist, an welchem das Laminat hergestellt wird. So können beispielsweise ataktisches und isotaktisches Polymer unter Verwendung eines Extruders oder einer Heißschmelzverarbeitungseinrichtung an einem ersten geographischen Ort gemischt werden. Man könnte dann die Mischung sich abkühlen lassen, und sie zur Ausbildung einer Feststoffform verarbeiten (beispielsweise Pellets). Die Mischung aus ataktischem/isotaktischem Polymer in Feststoffform könnte dann von dem ersten geographischen Ort zu einem Ort verschifft werden, an dem ein Laminat hergestellt werden soll. Die Mischung in Feststoffform würde einfach erwärmt, um die Kleberzusammensetzung vor deren Einsatz zur Herstellung eines Laminat im wesentlichen zu verflüssigen.
  • Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Kleberzusammensetzung unter Verwendung unterschiedlicher Schrittfolgen hergestellt werden kann. So könnte beispielsweise das ataktische Polymer in einem ersten Behälter erwärmt werden; das isotaktische Polymer könnte in einem zweiten Behälter erwärmt werden, vor, nach, oder gleichzeitig mit der Erwärmung des ataktischen Polymers; und dann könnten die beiden, im wesentlichen verflüssigten Polymere in dem ersten Behälter, in dem zweiten Behälter, oder einem dritten Behälter gemischt werden. Alternativ könnte das eine der ataktischen und isotaktischen Polymere in einem Behälter erwärmt werden, und nachdem das ausgewählte Polymer sich im wesentlichen verflüssigt hat, könnte das andere Polymer in denselben Behälter eingegeben werden, um erwärmt und gemischt zu werden. Bei einer anderen Alternative könnten das ataktische und das isotaktische Polymer in denselben Behälter eingegeben werden, um gleichzeitig erwärmt und gemischt zu werden. Anders ausgedrückt sind verschiedene Verfahren und Abfolgen möglich, mit welchen ausgewählte Mengen an Polymer, das eine ataktische, isotaktische und/oder syndiotaktische Konfiguration aufweist (sowie zusätzlich irgendwelche anderen, wahlweisen Zusatzstoffe), oder ausgewählte Mengen an Polymeren mit unterschiedlichen Kristallinitätsgraden, erwärmt und gemischt werden, um eine in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzung auszubilden.
  • Bei der voranstehenden Diskussion wird angenommen, dass das ataktische Polymer und das isotaktische Polymer bei Zimmertemperatur im wesentlichen in Feststoffform vorliegen, oder bei Temperaturen, die typischerweise in einer Arbeitsumgebung vorhanden sind, die für Menschen geeignet ist. In dem Ausmaß, in welchem das ataktische Polymer oder das isotaktische Polymer in im wesentlichen flüssiger Form verfügbar ist, können jene Schritte, die für das Erwärmen und Verflüssigen des Materials sorgen (also des bereits verflüssigten Materials) weggelassen werden.
  • Eine andere Version eines Verfahrens zur Herstellung einer Laminatstruktur mit Merkmalen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Schritte, ein erstes Substrat bereitzustellen; ein zweites Substrat bereitzustellen; ataktisches Polypropylen bereitzustellen, das einen Kristallinitätsgrad von 20% oder weniger aufweist, speziell eine Kristallinität von 15% oder weniger, sowie ein mittleres Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000, spezieller zwischen 3000 und 100000; Bereitstellung eines isotaktischen Polypropylens, das einen Kristallinitätsgrad von 40% oder mehr aufweist, spezieller von 60% oder mehr, noch spezieller von 80% oder mehr, und ein mittleres Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, spezieller zwischen 10000 und 100000; Erwärmen des ataktischen Polypropylens und des isotaktischen Polypropylens, so dass sie zum Mischen im wesentlichen verflüssigt sind; Mischen des erwärmten, ataktischen Polypropylens und des erwärmten, isotaktischen Polypropylens zur Ausbildung einer Kleberzusammensetzung, die als Heißschmelzkleber verarbeitbar ist, bei einer Temperatur von weniger als etwa 450 Grad Fahrenheit, spezieller von weniger als etwa 400 Grad Fahrenheit, noch spezieller von weniger als etwa 375 Grad Fahrenheit, und bevorzugt von weniger als etwa 350 Grad Fahrenheit; Aufbringen der Kleberzusammensetzung auf das erste Substrat, das zweite Substrat, oder auf beide Substrate; und Verbinden zumindest eines Abschnitts des ersten Substrats mit zumindest einem Abschnitt des zweiten Substrats, so dass ein Teil der aufgebrachten Kleberzusammensetzung, oder diese insgesamt, zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat angeordnet ist. Dabei ist ataktisches Polypropylen in einer Menge von zumindest 50 bis weniger als 80 Gewichtsprozent vorhanden, und ist isotaktisches Polypropylen in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsprozent vorhanden.
  • Wie voranstehend angegeben sind verschiedene Schrittfolgen und Operationseinheiten zur Ausbildung einer hierin offenbarten Kleberzusammensetzung möglich.
  • Weiterhin umfassen die voranstehend geschilderten Verfahren die erste Schicht, die zweite Schicht, oder beide, die verschiedene Materialien enthalten, einschließlich, jedoch nicht beschränkt hierauf, eines Nonwoven-Materials (beispielsweise eines einschnürgebundenen Laminats oder eines Spunbond-Materials), eines Films, eines Woven-Materials, eines elastisch ausgebildeten Bestandteils, eines Substrats, welches Zellulosematerial und/oder ein thermoplastisches Material aufweist, einiger Kombinationen aus diesen, und dergleichen. Weiterhin umfassen Verfahren zur Herstellung einer Laminatstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung den Fall, dass die erste und die zweite Schicht ein Teil ein und desselben Substrats sind. Das Substrat kann daher auf sich selbst gefaltet und mit sich selbst verbunden sein, unter Verwendung einer hierin offenbarten Kleberzusammensetzung.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzung umfasst folgende Schritte: Bereitstellung eines ataktischen Polymers, das einen Kristallinitätsgrad von 20% oder weniger aufweist, speziell eine Kristallinität von 15% oder weniger, und ein mittleres Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000, speziell zwischen 3000 und 100000; Bereitstellung eines isotaktischen Polymers, das einen Kristallinitätsgrad von 40% oder mehr aufweist, speziell von 60% oder mehr, noch spezieller von 80% oder mehr, ein mittleres Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, speziell zwischen 10000 und 100000; Erwärmen des ataktischen Polymers und des isotaktischen Polymers, so dass sie zum Mischen ausreichend verflüssigt sind; und Mischen des erwärmten, ataktischen Polymers und des erwärmten, isotaktischen Polymers zur Ausbildung einer Kleberzusammensetzung, die als Heißschmelzkleber verarbeitbar ist, bei einer Temperatur von weniger als etwa 450 Grad Fahrenheit, speziell von weniger als etwa 400 Grad Fahrenheit, noch spezieller von weniger als etwa 375 Grad Fahrenheit, und bevorzugt von weniger als etwa 350 Grad Fahrenheit. Dabei ist das ataktische Polymer in einer Menge von zumindest 50 bis weniger als 80 Gewichtsprozent vorhanden, und ist das isotaktische Polymer in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsprozent vorhanden. Das isotaktische Polymer und das ataktische Polymer können dasselbe Polymer sein (beispielsweise ataktisches Polypropylen und isotaktisches Polypropylen, oder ataktisches Polystyrol und isotaktisches Polystyrol, oder ataktisches Polybuten und isotaktisches Polybuten, oder HDPE und LDPE), oder aber unterschiedliche Polymere. Weiterhin kann das ataktische Polymer auch ein amorphes Polyolefin-Copolymer enthalten, beispielsweise Buten-Ethylencopolymer und/oder Polypropylen-Ethylencopolymer.
  • Ein anderes Verfahren zur Herstellung einer Kleberzusammensetzung umfasst folgende Schritte: Bereitstellung eines ataktischen Polypropylens mit einem Kristallinitätsgrad von 20 oder weniger, speziell einer Kristallinität von 15 oder weniger, und einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000, speziell zwischen 3000 und 100000; Bereitstellung eines isotaktischen Polypropylens, das einen Kristallinitätsgrad von 40 oder mehr aufweist, speziell von 60 oder mehr, noch spezieller von 80 oder mehr, und ein mittleres Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, spezieller zwischen 10000 und 100000; Erwärmen des ataktischen Polypropylens und des isotaktischen Polypropylens, so dass sie zum Mischen ausreichend verflüssigt sind; und Mischen des erwärmten, ataktischen Polypropylens, und des erwärmten, isotaktischen Polypropylens zur Ausbildung einer Kleberzusammensetzung, die als Heißschmelzkleber bei einer Temperatur von weniger als etwa 450 Grad Fahrenheit verarbeitbar ist, speziell von weniger als etwa 400 Grad Fahrenheit, noch spezieller von weniger als etwa 357 Grad Fahrenheit, und bevorzugt von weniger als etwa 350 Grad Fahrenheit. Dabei ist das ataktische Polypropylen in einer Menge von zumindest 50 bis weniger als 80 Gewichtsprozent vorhanden, und ist das isotaktische Polypropylen in einer Menge von 5 bis 40 Gewichtsprozent vorhanden.
  • Eine Version eines Verfahrens, bei welchem eine Kleberzusammensetzung in einer gewünschten Rate an eine Operationseinheit abgemessen oder geliefert wird (beispielsweise eine Operationseinheit, bei welcher die Kleberzusammensetzung auf ein oder mehrere Substrate aufgebracht wird, um ein Laminat auszubilden), umfasst folgende Schritte: Festlegung der Menge an Kleberzusammensetzung, die von der Operationseinheit pro Zeiteinheit verwendet wird; und zwangsweise Einstellung der Volumenflußrate oder der Massenflußrate der Kleberzusammensetzung so, dass die Menge an Kleberzusammensetzung, die abgemessen oder an die Operationseinheit geliefert wird, der Menge an Kleberzusammensetzung entspricht, die von der Operationseinheit pro Zeiteinheit verwendet wird.
  • Diese und weitere Merkmale, Aspekte, und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, die beigefügten Patentansprüche, und die beigefügten Zeichnungen noch besser verständlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt symbolische Darstellungen syndiotaktischer, isotaktischer, und ataktischer Konfigurationen eines Polymers.
  • 2 ist eine Darstellung eines Mizellenrandmodells eines Materials, das sowohl amorphe als auch kristalline Bereiche aufweist.
  • 3 ist eine schematische Darstellung einer Version eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Erzeugung, Verarbeitung, und Lieferung einer Kleberzusammensetzung.
  • 4A zeigt eine Version eines Rückkopplungsregelschemas.
  • 4B zeigt eine Version eines Vorwärtskopplungsregelschemas.
  • 5 zeigt eine Version eines Prozesssteuersystems.
  • 6 zeigt eine Version eines Prozesses zur Herstellung eines Laminats, das eine Kleberzusammensetzung aufweist.
  • 7A ist eine Aufsicht auf einen Abschnitt einer Version eines Laminats.
  • 7B ist eine perspektivische Schnittansicht einer Versuchsplatte, die aus einer Version eines Laminats ausgeschnitten ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER MOMENTAN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Laminatstrukturen mit einer ersten und einer zweiten Schicht, wobei zumindest ein Abschnitt der ersten Schicht unter Verwendung einer Kleberzusammensetzung an der zweiten Schicht angebracht ist. Die erste Schicht ist ein NBL-Substrat.
  • In der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleberzusammensetzungen weisen ausgewählte Verhältnisse kristalliner und amorpher Polymere auf. Derartige Kleberzusammensetzungen weisen ausgewählte Mengen an Polymeren mit unterschiedlichen Konfigurationen auf (beispielsweise eine Kombination aus ataktischem Polypropylen und isotaktischem Polypropylen). Kleberzusammensetzungen, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, arbeiten insgesamt besser, und kosten typischerweise weniger, als herkömmliche Heißschmelzkleber. Weiterhin können diese Zusammensetzungen typischerweise unter Verwendung herkömmlicher Heißschmelzkleberverarbeitungseinrichtungen verarbeitet und aufgebracht werden. Normalerweise sind keine neuen Einrichtungen dazu erforderlich, um solche Kleberzusammensetzungen einzusetzen.
  • Bevor repräsentative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, ist es nützlich, eine Anzahl an Begriffen für Zwecke der vorliegenden Anmeldung zu definieren. Diese Definitionen werden zur Verfügung gestellt, um den Leser dieses Dokuments zu unterstützen.
  • Ein ”Nonwoven-”Stoff oder eine entsprechende Bahn bedeutet eine Bahn, die einen Aufbau aus einzelnen Fasern oder Fäden aufweist, die abgelegt sind, jedoch nicht auf regelmäßige oder feststellbare Weise wie bei Maschenware. Nonwoven-Stoffe oder Vliese wurden mit zahlreichen Prozessen hergestellt, beispielsweise Meltblow-Prozessen, Spunbond-Prozessen, Luftablagerungsprozessen, und Prozessen zur Herstellung verfestigter, gekrempelter Vliese. Das Flächengewicht von Nonwoven-Stoffen wird üblicherweise in Unzen an Material pro Quadratyard (osy) oder in Gramm pro Quadratmeter (gsm) ausgedrückt, und die Faserdurchmesser werden Nonwoven in Mikrometer angegeben (Hinweis: zur Umwandlung von osy in gsm wird osy mit 33,91 multipliziert).
  • Ein ”Woven-”Stoff oder eine entsprechende Bahn bezeichnet einen Stoff oder eine Bahn, die eine Anordnung aus Fasern, Filamenten oder Garnen aufweist, die in einer ordentlichen, miteinander im Eingriff stehenden Art und Weise angeordnet sind. Woven-Stoffe enthalten typischerweise miteinander im Eingriff stehende Fasern in einer ”Kettrichtung” und einer ”Schußrichtung”. Die Kettrichtung entspricht der Länge des Stoffes, wogegen die Schußrichtung der Breite des Stoffes entspricht. Woven-Stoffe können auf verschiedenen Webmaschinen hergestellt werden, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, Webschützen-Webmaschinen, Lanzen-Webmaschinen, Projektil-Webmaschinen, Luftstrahl-Webmaschinen, und Wasserstrahl-Webmaschinen.
  • ”Spunbonded-Fasern” oder ”Spunbond-Fasern” bezeichnen Fasern mit kleinem Durchmesser, die typischerweise durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials als Filamente aus mehreren kleinen Kapillaren einer Spinndüse hergestellt werden, welche eine kreisförmige oder andere Konfiguration aufweisen, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann schnell verringert wird, wie beispielsweise im US-Patent 4,340,563 von Appel et al, US-Patent 3,692,618 von Dorschner et al, US-Patent 3,820,817 von Matsuki et al, US-Patenten 3,338,922 und 3,341,394 von Kinney, US-Patent 3,502,763 von Hartman, US-Patent 3,502,538 von Petersen, und US-Patent 3,542,615 von Dobo et al. Spunbond-Fasern werden gequencht, und sind normalerweise nicht klebrig, wenn sie auf einer Sammeloberfläche abgelagert werden. Spunbond-Fasern sind im allgemeinen kontinuierlich, und weisen häufig mittlere Durchmesser von mehr als 7 Mikrometer auf, spezieller zwischen etwa 10 und etwa 30 Mikrometer. Ein Spunbond-Material, eine Spunbond-Schicht, oder ein Spunbond-Substrat enthält Spunbond-Fasern.
  • Der Begriff ”Meltblown-Fasern” bezeichnet Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen Materials, das üblicherweise thermoplastisch ist, durch mehrere, normalerweise kreisförmige, Formkapillaren als geschmolzene Fäden oder Filamente in zusammenlaufende Ströme aus erwärmten Gas (beispielsweise Luft) von hoher Geschwindigkeit hergestellt werden, welche die Filamente aus geschmolzenem Material verkleinern, so dass deren Durchmesser abnimmt, was bis zum Mikrofaserdurchmesser reichen kann. Danach werden die Meltblown-Fasern durch den sich auf hoher Geschwindigkeit befindenden Gasstrom transportiert, und auf einer Sammeloberfläche abgelagert, um ein Vlies aus statistisch verteilten Meltblown-Fasern auszubilden. Ein derartiger Prozess wird beispielsweise im US-Patent 3,849,241 von Butin beschrieben. Meltblown-Fasern sind Mikrofasern, welche kontinuierlich oder diskontinuierlich sein können, deren Durchmesser normalerweise kleiner als 10 Mikrometer ist, und die sich normalerweise selbst miteinander verbinden, wenn sie auf einer Sammeloberfläche abgelagert werden.
  • Der hier verwendete Begriff ”Mikrofaser” bezeichnet Fasern mit kleinem Durchmesser, die einen mittleren Durchmesser von nicht mehr als etwa 100 Mikrometer aufweisen, so zum Beispiel einen Durchmesser zwischen etwa 0,5 und etwa 50 Mikrometer, wobei spezieller Mikrofasern auch einen mittleren Durchmesser zwischen etwa 1 Mikrometer und etwa 20 Mikrometer aufweisen können. Mikrofasern, die einen mittleren Durchmesser von etwa 3 Mikrometer oder weniger aufweisen, werden üblicherweise als ultrafeine Mikrofasern bezeichnet. Eine Beschreibung eines Beispiels für einen Prozess zur Herstellung ultrafeiner Mikrofasern findet sich beispielsweise im US-Patent Nr. 5,213,881 mit dem Titel ”Ein Nonwoven-Vlies mit verbesserten Sperreigenschaften”.
  • ”Herkömmliche Heißschmelzkleber” bezeichnet eine Mischung, die normalerweise verschiedene Bestandteile enthält. Diese Bestandteile umfassen typischerweise ein oder mehrere Polymere zur Bereitstellung von Kohäsionsfestigkeit (beispielsweise aliphatische Polyolefine wie Poly(Ethylen-Co-Propylen)-Copolymer; Ethylenvinylacetat-Copolymere; Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-Blockcopolymere; usw.); ein Harz oder entsprechendes Material (manchmal als Tackifier bezeichnet), zur Bereitstellung von Klebefestigkeit (beispielsweise aus Petroleumdestillaten destillierte Kohlenwasserstoffe; Colofonium und/oder Colofiniumester; Terpene beispielsweise aus Holz oder Zitrus usw., möglicherweise Wachse, Plastifizierer oder andere Materialien zur Änderung der Viskosität (also Fließfähigkeit) (Beispiele für derartige Materialien umfassen, sind jedoch nicht hierauf beschränkt, Mineralöl, Polybuten, Paraffinöle, Esteröle, und dergleichen); und/oder andere Zusatzstoffe einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, Antioxidantien oder andere Stabilisatoren. Eine typische Heißschmelzklebermischung kann zwischen etwa 15 und etwa 35 Gewichtsprozent Polymer oder Polymere für die Kohäsionsfestigkeit aufweisen; zwischen etwa 50 und etwa 65 Gewichtsprozent Harz oder ein oder mehrere andere Tackifier; zwischen mehr als Null und etwa 30 Gewichtsprozent Plastifizierer oder andere Viskositätsmodifikatoren; und wahlweise weniger als etwa 1 Gewichtsprozent Stabilisator oder anderen Zusatzstoff. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Klebermischungen mit unterschiedlichen Gewichtsprozentsätzen dieser Bestandteile möglich sind.
  • Obwohl bestimmte Kleber, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, Kombinationen nur aus ataktischen und isotaktischen Polymeren umfassen (beispielsweise ataktisches Polypropylen und isotaktisches Polypropylen), wird darauf hingewiesen, dass andere Kleber, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, Bestandteile zusätzlich zu Kombinationen aus ataktischen und isotaktischen Polymeren enthalten (oder Bestandteile zusätzlich zu ausgewählten Mengen an Polymeren, die unterschiedliche Kristallinitätsgrade aufweisen).
  • ”Als Heißschmelzkleber verarbeitbar” bedeutet, dass eine Kleberzusammensetzung unter Verwendung eines Heißschmelztanks verflüssigt werden kann (also eines Systems, in welchem die Zusammensetzung erwärmt wird, so dass sie im wesentlichen in flüssiger Form vorliegt; vgl. beispielsweise die Kleberzufuhreinheit, die im nachstehenden Beispiel 1 angegeben ist), und über eine Pumpe (beispielsweise eine Zahnradpumpe oder Verdrängerpumpe) von dem Tank zum Punkt der Aufbringung in der Nähe eines Substrats oder anderen Materials transportiert wird; oder zu einem anderen Tank, System, oder einer anderen Operationseinheit (beispielsweise zu einem getrennten System, welches eine oder mehrere zusätzliche Pumpen aufweisen kann, zum Liefern des Klebers zum Aufbringungsort). Heißschmelztanks, die dazu verwendet werden, einen Heißschmelzkleber wesentlich zu verflüssigen, arbeiten typischerweise im Bereich zwischen etwa 100 Grad Fahrenheit und etwa 450 Grad Fahrenheit. Üblicherweise gelangt am Aufbringungsort die im wesentlichen verflüssigte Kleberzusammensetzung durch eine Düse oder eine Düsengruppe, kann jedoch auch durch ein anderes mechanisches Element wie beispielsweise einen Schlitz hindurchgehen. Eine als Heißschmelzkleber verarbeitbare Kleberzusammensetzung steht im Gegensatz zu einer Zusammensetzung, die einen herkömmlichen Extruder benötigt, und die zugehörigen Druck- und Temperatureigenschaften eines Extruders, um die Zusammensetzung zu verflüssigen, zu mischen, und/oder zu transportieren. Während ein Heißschmelztank und eine entsprechende Pumpe in einem Heißschmelzverarbeitungssystem Kleberzusammensetzungen mit Viskositäten im Bereich von bis zu 50000 Centipoise verarbeiten können, kann ein Extruder mit Viskositäten einer Kleberzusammensetzung im Bereich von etwa 10000 Centipoise bis einigen 100000 Centipoise fertig werden, und diese verarbeiten. Ein Vorteil einiger Kleberzusammensetzungen, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, besteht darin, dass diese Zusammensetzungen als Heißschmelzkleber verarbeitbar sind; so dass die Kombination aus isotaktischen und ataktischen Polymeren im wesentlichen in einem Heißschmelztank verflüssigt werden kann, und über eine Pumpe zum Aufbringungsort transportiert werden kann. Wie voranstehend erwähnt kann es jedoch der Fall sein, dass einige Kleberzusammensetzungen, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, nicht diesen speziellen Vorteil aufweisen.
  • Falls nicht anders angegeben, bedeutet ”Laminatstruktur” oder ”Laminat” eine Struktur, bei welcher eine Schicht, ein Material, ein Bestandteil, eine Bahn, oder ein Substrat durch einen Kleber zumindest teilweise mit einer anderen Schicht, einem anderen Material, einem anderen Bestandteil, einer anderen Bahn oder Substrat verbunden ist. Wie woanders in dieser Anmeldung angegeben, kann eine Schicht, ein Material, ein Bestandteil, eine Bahn oder ein Substrat auf sich selbst zurückgefaltet und mit sich selbst verbunden werden, um eine ”Laminatstruktur” oder ein ”Laminat” auszubilden.
  • Der hier verwendete Begriff ”Polymer” umfasst, ist jedoch nicht hierauf beschränkt, Homopolymere, Copolymere, beispielsweise Block-, Graft-, statistische und alternierende Copolymere, Terpolymere, und Mischungen und Modifikationen von diesen. Wie in diesem Dokument erläutert, können Polymere unterschiedliche Konfigurationen annehmen, einschließlich isotaktischer, ataktischer, und syndiotaktischer Konfigurationen. ”Konfiguration” beschreibt die Anordnungen von Atomen, die nicht geändert werden können, es sei denn durch Aufbrechen und erneutes Anordnen primärer chemischer Bindungen (also kovalenter Bindungen). Im Gegensatz hierzu beschreibt ”Konformation” Anordnungen, die dadurch geändert werden können, dass Gruppen von Atomen um einzelne Bindungen gedreht werden. Es wird darauf hingewiesen, dass eine einzelne Polymerkette so synthetisiert werden kann, dass einige Abschnitte der Kette eine isotaktische Konfiguration aufweisen, und andere Abschnitte der Kette eine ataktische Konfiguration.
  • Ein graphisches Beispiel zeigt zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf die Arten der voranstehend geschilderten Konfigurationen. Wenn eine Polymerkette in einer vollständig ausgebreiteten, ebenen, Zickzackkonformation 1100 dargestellt wird, wird jene Konfiguration, die sich ergibt, wenn sämtliche Substituentengruppen R 1102 an dem Polymer oberhalb (gezeigt in 1B) oder unterhalb (nicht gezeigt) der Ebene der Hauptkette liegen, als ”isotaktisch” bezeichnet. Wenn Substituentengruppen abwechselnd oberhalb und unterhalb der Ebene liegen, wird die Konfiguration als ”syndiotaktisch” bezeichnet (gezeigt in 1A). Eine statistische Abfolge von Substituenten, die oberhalb und unterhalb der Ebene liegen, wird als ”ataktische” Konfiguration bezeichnet (dargestellt in 10). Wie voranstehend erwähnt neigt ein Polymer, oder ein Bereich eines Polymers, das bzw., der eine isotaktische Konfiguration aufweist, eher dazu, Eigenschaften einer kristallinen Struktur anzunehmen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff ”isotaktisches Polymer” ein Polymer, das zumindest 60% isotaktisch ist, vorzugsweise zumindest 70% isotaktisch, alternativ zumindest 80% isotaktisch. Ein Polymer, oder ein Bereich eines Polymers, das bzw. der eine ataktische Konfiguration aufweist, neigt eher dazu, die Eigenschaften einer amorphen Struktur anzunehmen. Ein ataktisches Polymer kann eine gewisse Kristallinität aufweisen, jedoch ist der Kristallinitätsgrad typischerweise kleiner als 20%, oder kleiner als 15%. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff ”ataktisches Polymer” ein Polymer, das nicht 100% ataktisch sein muss, jedoch zumindest 80% ataktisch ist. Ein Polymer oder ein Bereich eines Polymers, das bzw. der eine syndiotaktische Konfiguration aufweist, kann die Eigenschaften einer kristallinen Struktur annehmen, die ähnlich dem Ausmaß der Kristallinität in einer isotaktischen Konfiguration ist.
  • Bei dieser Anmeldung bezeichnet das ”Mizellenrandmodell” ein theoretisches Konstrukt, das Polymerstrukturen kennzeichnet, die sowohl kristalline Bereiche 150 als auch amorphe Bereiche 152 aufweisen (eine Version einer graphischen Darstellung einer Mizellenrandstruktur ist in 2 gezeigt). Dieses Modell kann dazu verwendet werden, die Struktur eines ataktischen Polymers und eines isotaktischen Polymers individuell zu charakterisieren, so dass jedes Polymer sowohl kristalline Bereiche als auch amorphe Bereiche aufweist. Wie voranstehend erläutert weist das isotaktische Polymer wahrscheinlich einen höheren Kristallinitätsgrad auf als ein ataktisches Polymer. Weiterhin kann dieses Modell dazu verwendet werden, die Struktur einer Mischung aus isotaktischem Polymer und ataktischem Polymer zu charakterisieren. Es wird darauf hingewiesen, dass dieses Modell eine mögliche Darstellung von Eigenschaften der vorliegenden Erfindung darstellt, und keineswegs ihren Umfang einschränkt.
  • Der hier verwendete Begriff ”Offenzeit” bezeichnet die Länge des Zeitraums, über welchen eine Kleberzusammensetzung klebrig oder haftfähig bleibt, bevor sie trocknet. Die Offenzeit wird durch die Isotaktizität eines Polymers beeinflusst, so dass die Offenzeit desto kürzer ist, je größer das Ausmaß der Isotaktizität ist.
  • Bei der folgenden Prozessbeschreibung wird die Herstellung, Verarbeitung, und Aufbringung einer Kleberzusammensetzung beschrieben, welche ataktisches Polypropylen und isotaktisches Polypropylen aufweist. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass diese Beschreibung ein Beispiel darstellt. Andere Verarbeitungsverfahren und Einrichtungen können dazu verwendet werden, verschiedene Kleberzusammensetzungen, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, herzustellen und zu liefern.
  • Die Einrichtung 20 kann ein programmierbares Steuersystem 24 aufweisen, das betriebsmäßig mit einem Flußsteuersystem 26 verbunden ist. Die Kombination aus dem programmierbaren Steuersystem 24 und dem Flußsteuersystem 26 ist so ausgebildet, dass der Auftrag einer Kleberzusammensetzung in flüssiger Form auf die sich bewegende Bahn 22 gesteuert wird. Üblicherweise wird eine Kleberzusammensetzung in Feststoffform an einem Herstellungsort empfangen, an dem sich eine Einrichtung befindet, beispielsweise jene, die in 3 gezeigt ist. So können beispielsweise Heißschmelzkleberzusammensetzungen als feste Pellets, Blöcke, oder in irgendeiner anderen Form empfangen werden. Der Feststoff wird dann erwärmt, so dass sich die Heißschmelzkleberzusammensetzung in einer solchen Form befindet, dass sie auf ein Substrat oder anderes Material transportiert und aufgebracht werden kann. Normalerweise ist hierzu erforderlich, dass der erwärmte Heißschmelzkleber im wesentlichen in flüssiger Form vorliegt. In Bezug auf die vorliegende Erfindung kann eine Kleberzusammensetzung, die ein ataktisches und ein isotaktisches Polymer aufweist (beispielsweise ataktisches Polypropylen und isotaktisches Polypropylen), in Feststoffform, an einem Herstellungsort empfangen werden, damit sie wie voranstehend geschildert erwärmt und verarbeitet wird. Alternativ können das ataktische und das isotaktische Polymer als getrennte Bestandteile empfangen werden, damit sie an dem Herstellungsort gemischt werden. Ein Beispiel für Einrichtungen und Verfahren zur Erwärmung einer Kleberzusammensetzung, oder von Precursormaterialien für die Kleberzusammensetzung, wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten beschrieben.
  • Die Einrichtung kann auch ein Positionserfassungssystem aufweisen, das so ausgebildet ist, dass es eine Position der sich bewegenden Bahn 22 erfasst, und in Reaktion hierauf ein Signal erzeugt, das dem programmierbaren Steuersystem 24 zugeführt wird.
  • Wie schematisch in 3 dargestellt, kann die sich kontinuierlich bewegende Bahn 22 durch jede Vorrichtung zugeführt werden, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, beispielsweise bekannte Fördersysteme. Die sich kontinuierlich bewegende Bahn 22 kann jede Art einer Schicht oder Bahn eines Materials sein, beispielsweise: Filme; Nonwoven-Bahnen; Woven-Bahnen, welche Stränge aus thermoplastischem Material enthalten können; ein elastisch ausgebildetes Bestandteil, ein Naturmaterial wie beispielsweise Fäden aus Baumwolle und dergleichen; Laminatmaterialien; oder Kombinationen hieraus. Spezieller kann die sich kontinuierliche bewegende Bahn ein einschnürverbundenes Laminat (”NBL”) aufweisen, bei dem üblicherweise eine sandwichatig zwischen zwei Spunbond-Schichten aus Polypropylen eingeschlossene Polyethylenschicht vorgesehen ist; eine Spunbond-Schicht aus Polypropylen (”SB”); oder eine äußere Abdeckung, die eine Polyethylenschicht und eine Spunbond-Polypropylenschicht aufweist. Wie nachstehend spezieller erläutert wird, wird der Kleber auf die sich kontinuierlich bewegende Bahn 22 einem bestimmten Design oder Muster aufgesprüht, zum nachfolgenden Aufbringen auf ein anderes Material, oder zum Verbinden mit einem anderen Material. Das andere Material kann das gleiche sein wie jenes der Bahn, oder sich von jenem der Bahn unterscheiden, auf welche Kleber aufgebracht wurde. In einigen Fällen kann ein Kleber auf beide Substrate aufgebracht werden, bevor sie miteinander verbunden werden. Weiterhin kann, wie in dem voranstehenden Zusammenfassungsabschnitt angegeben, ein Substrat über sich selbst zurückgefaltet, und an sich selbst befestigt werden, um eine Laminatstruktur auszubilden.
  • Das programmierbare Steuersystem 24 ist so ausgebildet, dass es Signale an das Flußsteuersystem 26 schickt, welches so ausgebildet ist, dass es in Reaktion hierauf mit einem Aussprühen von Kleber zum korrekten Zeitpunkt beginnt, um das gewünschte Klebermuster auf der sich bewegenden Bahn 22 bereitzustellen. Wie schematisch in 3 dargestellt, weist das Flußsteuersystem 26 eine Kleberquelle 28 auf, die so ausgebildet ist, dass sie einen Kleber über eine Kleberzufuhrleitung 30 einem Zumessungsmechanismus 32 zuführt. Der Kleber kann dem Zumessungsmechanismus 32 durch jede Vorrichtung zugeführt werden, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, beispielsweise unter Verwendung einer Pumpe.
  • Der Zumessungsmechanismus 32 ist so ausgebildet, dass er zumindest einen unabhängigen Volumenfluß an Kleber einer jeweiligen Düse zuführt. Der hier verwendete Begriff ”Volumenfluß” bezeichnet einen Fluß eines Klebers, der eine vorbestimmte Volumenflußrate aufweist. Ein derartiger ”Volumenfluß” kann durch eine Verdränger-Zumessungspumpe erreicht werden, die so ausgebildet ist, dass sie einen bestimmten Volumenfluß liefert, der unabhängig von der Art und Weise ist, auf welche der Kleber dem Zumessungsmechanismus 32 zugeführt wird. Daher ist für einen Kleber mit einer bestimmten Dichte der Zumessungsmechanismus 32 so ausgebildet, dass er eine unabhängige, vorbestimmte Massenflußrate an Kleber jeder Düse zuführt. Andere Kleberverarbeitungs- und Verabreichungssysteme verwenden den Druck zur Bereitstellung eines Flusses des Klebers.
  • Der Zumessungsmechanismus 32 kann so ausgebildet sein, dass ein einzelner Volumenfluß des Klebers einer Düse zugeführt wird, oder jeweils ein unabhängiger Volumenfluß des Klebers jeder von mehreren Düsen zugeführt wird, abhängig von der Anzahl an Düsen, die dazu benötigt wird, um das gewünschte Klebermuster auf der sich bewegenden Bahn 22 auszubilden. Eine geeignete Einrichtung zur Bereitstellung des Zumessungsmechanismus 32 kann eine Verdränger-Zumessungspumpe enthalten, die im Handel von May Coating Technologies, Acumeter Division, einer Firma mit Geschäftsräumen in Holliston, Mass. unter der Handelsbezeichnung Nr. 19539 erhältlich ist. Der Zumessungsmechanismus 32 kann jede andere Kolbenpumpe oder Zahnradpumpe enthalten, die Fachleuten auf diesem Gebiet wohlbekannt sind.
  • Der Zumessungsmechanismus 32 kann so ausgebildet sein, dass er jede gewünschte Volumenflußrate an Kleber jeder Düse zuführt. So kann beispielsweise der Zumessungsmechanismus 32 so ausgebildet sein, dass eine vorbestimmte Volumenflußrate von etwa 1 bis 1000 Kubikzentimeter pro Minute, bevorzugt von etwa 30 bis etwa 180 Kubikzentimeter an Kleber pro Minute, jeder Düse zugeführt wird. Der Zumessungsmechanismus 32 kann so ausgebildet sein, dass er entweder einen konstanten oder aber einen variablen Volumenfluß an Kleber jeder Düse zuführt. Wenn beispielsweise der Zumessungsmechanismus 32 eine Verdrängerzumessungspumpe ist, kann die Geschwindigkeit der Pumpe so gesteuert werden, dass sich die Volumenflußrate des Klebers zu den Düsen ändert.
  • Jede der stellvertretend in 3 dargestellten Düsen 38 und 40 kann jede Einrichtung sein, welche dazu fähig ist, das gewünschte Klebermuster auf der sich bewegenden Bahn 22 zur Verfügung zu stellen. So ist beispielsweise eine geeignete Düse im Handel von der Nordson Corporation, einer Firma mit Geschäftsräumen in Duluth, Ga. unter der Handelsbezeichnung Modell Nr. 144906 erhältlich. Eine andere geeignete Düse kann von ITW Dynatec Co. in Hendersonville, Tenn. unter der Handelsbezeichnungsnummer 057B1639, 1.D.#A3, bezogen werden. Derartige Düsen sind typischerweise so ausgebildet, dass sie zwischen einer Einschaltposition und einer Ausschaltposition betrieben werden, um das Aussprühen von Kleber aus den Düsen zu steuern. Beim Betrieb in der eingeschalteten Position kann jede Düse so ausgebildet sein, dass sie im wesentlichen den gesamten Volumenfluß an Kleber aussprüht, der ihr unabhängig zugeführt wird, um die Menge und das Muster des Klebers auf der sich bewegenden Bahn exakter zu steuern. Die Düsen 38 und 40 können weiterhin so ausgebildet sein, dass sie Luftströme enthalten, welche gerichtet werden können, um ein gewünschtes Muster bei dem ausgesprühten Kleber zu erzielen, der von jeder Düse abgegeben wird. Derartige Luftströme können für ein gewünschtes Klebersprühmuster sorgen, beispielsweise ein Muster aus Wirbeln des Klebers.
  • Nachdem das Klebermuster auf die sich bewegende Bahn 22 aufgesprüht wurde, kann die Bahn auf verschiedene Arten und Weisen weiter behandelt werden. So kann beispielsweise die sich kontinuierlich bewegende Bahn 22 in Berührung mit einer zweiten Substratbahn gebracht werden, beispielsweise einer Nonwoven-Schicht, zwischen einem Paar von Einquetschrollen, um durch Kleben die beiden Substratbahnen miteinander zu verbinden. Danach kann dieses Verbundmaterial oder Laminat auf verschiedene Arten und Weisen eingesetzt werden, beispielsweise beim Aufbau saugfähiger Einweggegenstände wie beispielsweise Windeln, Gegenständen für inkontinente Menschen, Trainingshosen, Erzeugnissen für die weibliche Körperhygiene, und dergleichen.
  • Die voranstehende Diskussion stellt ein Beispiel für eine Heißschmelzverarbeitungseinrichtung 15 und ein System zum Aufbringen von Kleber auf ein Substrat zur Verfügung. Es wird darauf hingewiesen, dass dies nur ein Beispiel ist (vgl. beispielsweise das US-Patent Nr. 4,949,668 mit dem Titel ”Einrichtung für eine Windelkonstruktion mit aufgesprühtem Kleber”, das am 21. August 1990 erteilt wurde).
  • Unabhängig von dem System, das zum Aufbringen des Klebers verwendet wird, kann das sich ergebende Verbundmaterial oder Laminat Wärmeenergie, Infrarotenergie, Ultraschallenergie oder anderen Energieformen ausgesetzt werden, in nachfolgenden Operationseinheiten oder Verarbeitungsschritten. So kann beispielsweise das Laminat oder das Verbundmaterial durch eine Ultraschallverbindungsoperationseinheit hindurchgeführt werden, in welcher das Laminat oder Verbundmaterial Ultraschallenergie ausgesetzt wird. Nachdem Beispiele für Verbundmaterialien oder Laminate, etwa wie jene, die voranstehend beschrieben wurden, unter Verwendung einer hierin offenbarten Kleberzusammensetzung hergestellt wurden, können die Verbundmaterialien oder Laminate teilweise oder insgesamt Ultraschallenergie ausgesetzt werden. Die PCT-Veröffentlichung mit der Nummer WO 99/25296 beschreibt den Einsatz von Ultraschallbindung zur Ausbildung seitlicher Säume oder Dichtungen in der Einweg-Unterhose. (Vgl. beispielsweise Seite 29, Zeilen 10 bis 25; zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf die Ausbildung derartiger Seitendichtungen sind im US-Patent mit der Nummer 4,610,681 beschrieben, das am 09. September 1986 erteilt wurde, und den Titel aufweist ”Einweg-Unterhosen mit diskreten äußeren Dichtungen”; sowie im US-Patent Nummer 4,641,381 , das am 10. Februar 1997 erteilt wurde, mit dem Titel ”Einweg-Unterhosen, beispielsweise Trainingshosen für Kleinkinder und dergleichen”). Daher kann man auf Kleber, die zur Ausbildung von Laminaten und Verbundmaterialien verwendet werden, Ultraschallenergie einwirken lassen, wenn eine Ultraschallverbindungseinrichtung in nachfolgenden Verarbeitungsschritten verwendet wird (beispielsweise wenn die Ultraschallverbindungseinrichtung dazu verwendet wird, die Säume oder Dichtungen in dem saugfähigen Einweggegenstand auszubilden, wie dies voranstehend erläutert wurde).
  • Es wurde festgestellt, dass ein oder mehrere Bestandteile einiger herkömmlicher Heißschmelzkleber fließen, wenn auf sie Ultraschallenergie einwirkt. Der fließende Kleber, oder Bestandteile von diesem, können dann durch das Laminat oder Verbundmaterial hindurchgehen, so dass er bzw. sie die Oberflächen der Ultraschallverbindungseinrichtung berühren. Alternativ zu diesem Mechanismus, oder zusätzlich, kann der Kleber, oder können Bestandteile von diesem, durch Spalt zwischen einem Laminat oder Verbundmaterial fließen, und sich auf der Oberfläche der Ultraschallverbindungseinrichtung ansammeln. Dies wiederum kann zu einer Ansammlung oder einem Wachstum von Kleber auf Teilen der Ultraschallverbindungseinrichtung führen. Wenn sich der Kleber ansammelt, kann sich der Kleber mit anderen Materialien verbinden, so dass das Ansammeln oder das Wachstum sowohl Klebermaterial als auch andere Materialien umfasst, beispielsweise Fasern von einer Nonwoven-Bahn oder einem anderen Bestandteil oder Teil. Dieses Ansammeln oder dieses Wachstum kann die Leistung der Ultraschallverbindungseinrichtung verringern, und kann zu einer erhöhten Abschaltzeit der Herstellungsmaschine führen, die zur Herstellung des Substratverbundwerkstoffs und/oder saugfähigen Erzeugnisses verwendet wird.
  • Wie nachstehend in dem Abschnitt mit den Beispielen erläutert, sammeln sich herkömmliche Heißschmelzkleber oder einer oder mehrerer von deren Bestandteilen an der Oberfläche einer Ultraschallverbindungseinrichtung an. Wir haben festgestellt, dass einige Ausführungsformen von Kleberzusammensetzungen, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, sich entweder nicht auf den Oberflächen einer Ultraschallverbindungseinrichtung ansammeln, oder dass dann, wenn ein Ansammeln auftritt, das Ansammeln in einer Menge oder mit einer Rate auftritt, die geringer ist als die Menge oder Rate des Ansammelns, die bei herkömmlichen Heißschmelzklebern auftreten.
  • Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt zu sein, nehmen wir an, dass bei jenen Klebern, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, die keine wesentlichen Mengen an Materialien mit niedrigem Molekulargewicht enthalten, eine geringere Wahrscheinlichkeit zum Fließen vorhanden ist, wenn sie Ultraschallenergie ausgesetzt sind. Signifikante Mengen an kleineren Molekülen (beispielsweise ein Tackifier, ein Harz, ein Öl, oder ein Viskositätsmodifikator) können dann, wenn sie Ultraschallenergie ausgesetzt sind, fluidartige Eigenschaften annehmen, und sich ausbreiten. Weiterhin ist in jenem Ausmaß, in welchem die kleineren Moleküle Ultraschallenergie aufnehmen, der Ultraschallverbindungsschritt weniger effizient, da ein gewisser Anteil der Energie nicht dazu eingesetzt wird, Substrate miteinander zu verschweißen oder zu verbinden, sondern stattdessen von den kleineren Molekülen in dem Kleber absorbiert wird. Die Absorption von Energie durch diese kleineren Moleküle führt dazu, dass der Kleber, oder ein Teil des Klebers, das Verhalten eines viskosen Flusses zeigt. Daher enthalten einige Kleber, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, und die nur festgelegte Mengen an Polymer aufweisen, das eine ataktische, syndiotaktische und/oder isotaktische Konfiguration (und wahlweise kleine Mengen an bestimmten Zusatzstoffen) aufweist, keine signifikanten Mengen an Materialien mit niedrigem Molekulargewicht. Wir nehmen an, dass bei diesen Ausführungsformen eine geringere Wahrscheinlichkeit für das Fließen und das Anwachsen auf den Oberflächen einer Einrichtung besteht, wenn sie verschiedenen Energieformen ausgesetzt sind (beispielsweise Ultraschallenergie, wenn ein Laminat oder Verbundmaterial, welches den Kleberanteil aufweist, in einem Vorgang einer Ultraschallverbindungseinheit verarbeitet wird).
  • Die Kleberzusammensetzung kann, zusätzlich dazu, dass sie ein isotaktisches Polymer und ein ataktisches Polymer aufweist, weiterhin bis zu 50 Gewichtsprozent einer Kombination von Additiven, beispielsweise einen Tackifier, ein Antioxidationsmittel, Farbpigment, Füllstoff, und/oder einen Polymer-Kompatibilisator enthalten. Beispiele für geeignete Tackifier umfassen Harze PICCOLYTE® S, der Gruppe REGALITE®, Ester STAYBELITE®, jeweils erhältlich von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware. Die Kleberzusammensetzung kann vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsprozent Tackifier enthalten. Beispiele für geeignete Antioxidationsmittel umfassen IRGANOX® 565, erhältlich von Ciba-Geigy, POLYGARD®, erhältlich von Uniroyal Chemical Com., und die Gruppe ANTIOXIDANT® erhältlich von Cytex Industries. Die Kleberzusammensetzung kann vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent Antioxidationsmittel enthalten. Beispiele für geeignete Farbpigmente und Füllstoffe umfassen TiO2, Kohlenstoffruß, und Calciumcarbonat. Die Kleberzusammensetzung kann vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsprozent Farbpigmente und Füllstoffe enthalten. Beispiele für geeignete Polymer-Kompatibilitsatoren umfassen Polypropylen-b-Polyethylen, Polypropylen-b-Polybuten-Diblockcopolymere. Die Kleberzusammensetzung kann vorzugsweise 2 bis 10 Gewichtsprozent Polymer-Kompatibilisator enthalten. Bei dieser Ausführungsform weist die Kleberzusammensetzung vorzugsweise eine Offenzeit von bis zu 2 Minuten auf. Alternativ kann die Kleberzusammensetzung eine Offenzeit von bis zu 30 Sekunden aufweisen, oder bis zu 10 Sekunden, oder so kurz wie bis zu 1 Sekunde sein.
  • Spezielle Beispiele für Verbundmaterialien, Laminate, und saugfähige Einweggegenstände, bei denen Kleber eingesetzt werden können, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden, sind in den folgenden US-Patenten und US-Patentanmeldungen beschrieben: US-Patent Nr. 4,798,603 , erteilt am 17. Januar 1989 an Meyer et al; US-Patent Nr. 5,176,668 , erteilt am 05. Januar 1993 an Bernardin; US-Patent Nr. 5,176,672 , erteilt am 05. Januar 1993 an Bruemmer et al; US-Patent Nr. 5,192,606 , erteilt am 9. März 1993 an Proxmire et al; US-Patent Nr. 4,940,464 mit dem Titel ”Einweg-Inkontinenzkleidungsstuck oder -Trainingshose”; US-Patent Nr. 5,904,675 mit dem Titel ”Saugfähiger Gegenstand mit verbesserten elastischen Rändern und Rückhaltesystem”; US-Patent Nr. 5,904,672 mit dem Titel ”Saugfähiger Gegenstand mit verbesserter Trockenheit im Taillenbereich und Verfahren zur Herstellung”; und US-Patent Nr. 5,902,297 mit dem Titel ”Saugfähiger Gegenstand mit einer Sammelleitung”. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung auch bei anderen Strukturen, Verbundwerkstoffen, oder Erzeugnissen einsetzbar ist, welche Kleberzusammensetzungen verwenden, die in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendet werden.
  • Zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf repräsentative Prozesssteuerausführungsformen
  • Wie voranstehend erläutert können Prozesssteuersysteme dazu verwendet werden, die Volumen- oder Massenflußrate von Kleberzusammensetzungen zu einem Aufbringungsort zu steuern (beispielsweise zu einem Ort der Aufbringung auf ein Substrat, eine Schicht, oder eine Bahn, die zur Herstellung eines Laminat- oder Verbundmaterials verwendet werden). Übliche Fachleute auf dem Gebiet der Prozesssteuerung sind vertraut mit den verschiedenen Prozesssteuerstrategien, Algorithmen, und Einrichtungen, die zur Steuerung eines Prozesses verwendet werden. Einige der möglichen Strategien, die zur Steuerung eines Prozesses eingesetzt werden können, umfassen Rückkopplungsregelstrategien (also einen Prozess, bei welchem eine zu steuernde Variable gemessen wird, der gemessene Wert mit einem Sollwert verglichen wird, und die Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem Sollwert an eine Rückkopplungsregelung übertragen wird, die zwangsweise eine Stellgröße einstellt, um die gemessene Variable zurück auf den Sollwert zu stellen) (vgl. beispielsweise 4A); Vorwärtskopplungsregelstrategien (also einen Prozess, bei welchem eine Störung festgestellt wird, die in einen Prozess hineingelangt, und eine geeignete Änderung bei einer Stellgröße durchgeführt wird, so dass eine Ausgangsvariable konstant gehalten wird; vgl. beispielsweise 4B); und dergleichen.
  • Ein Beispiel für ein Prozesssteuersystem ist in 5 gezeigt. Ein Sensor kann dazu verwendet werden, ein Signal S1 entsprechend der zu regelnden Variablen zu bestimmen, beispielsweise der Volumen- oder Massenflußrate von Kleber, der in einer Kleberaufbringungsoperationseinheit 74 aufgesprüht oder aufgetragen wird. Dieses Signal kann dann elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder durch eine andere Vorrichtung an einen Sender 76 übertragen werden, der das Signal S1 in ein Steuersignal M1 umwandelt. Der Sender überträgt das Steuersignal M1 an die Steuerung 78.
  • Nach Empfang des Steuersignals M1 schickt die Steuerung das entsprechende Ausgangssignal R1 an das Steuerelement 80. Das Steuerelement, beispielsweise ein elektronisches oder pneumatisches Steuerventil, reagiert auf das Ausgangssignal R1 durch Öffnen oder Schließen, und führt so die gewünschte Änderung auf die Stellgröße durch, in diesem Fall die Volumen- oder Massenflußrate des Klebers. Alternativ kann das Steuerelement eine gewünschte Änderung in Bezug auf die Geschwindigkeit durchführen, mit welcher eine Pumpe betrieben wird, wodurch die Massen- oder Volumenflußrate an Kleber gesteuert wird.
  • Wie voranstehend erwähnt kann ein Luftdrucksignal, ein elektrisches, pneumatisches oder anderes Signal dazu verwendet werden, Information (beispielsweise die verschiedenen Signale, die in den voranstehenden Absätzen diskutiert wurden) von einer Einrichtung an eine andere zu übertragen (beispielsweise von einem Sensor an einen Sender, an eine Steuerung, an ein Steuerelement, oder an eine Kombination einiger oder sämtlicher dieser Einrichtungen). So kann beispielsweise die Steuerung eine Einrichtung sein, die ein Steuersignal in ein äquivalentes Luftdrucksignal umwandelt, ein elektrisches, pneumatisches oder anderes Ausgangssignal. Dieses Luftdruck-, elektrisches, pneumatisches oder anderes Ausgangssignal wird von der Steuerung an ein Steuerelement geschickt, das eine Änderung bei der Stellgröße bewirkt. Wenn das Ausgangssignal ein Luftdrucksignal ist, wird das Ausgangssignal an das Steuerelement über Rohrleitungen übertragen. Das Steuerelement, beispielsweise ein pneumatisches Steuerventil, reagiert auf das Ausgangssignal durch Öffnen oder Schließen, und bewirkt so die gewünschte Änderung der Stellgröße. Das Steuersystem kann mehrere Ventile aufweisen: beispielsweise ein Zweiventilsystem, von denen eines als ein offenes oder geschlossenes Ventil in einer Richtung arbeitet, und das andere als Proportionalventil. Alternativ wird das Ausgangssignal in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das Ausgangssignal wird an das Steuerelement über eine Metallleitung oder einen anderen elektrischen Leiter übertragen. Das Steuerelement, beispielsweise ein elektronisches Steuerventil, reagiert auf das elektrische Signal durch Öffnen oder Schließen, und bewirkt so die gewünschte Änderung bei der Stellgröße.
  • Eine Bedienungsperson kann einen Wert direkt in die Steuerung eingeben, um ein Steuersignal zu erzeugen. So kann beispielsweise eine Bedienungsperson einen Einstellknopf oder eine andere Eingabeeinrichtung bei einer pneumatischen, hydraulischen, elektronischen oder anderen Steuerung betätigen, um die Volumen- oder Massenflußrate an Kleber einzustellen. Die Bedienungsperson wählt eine Einstellung auf der Eingabeeinrichtung der Steuerung entsprechend der von der Bedienungsperson gewünschten Flußrate aus. Typischerweise hat die Bedienungsperson die Eingabeeinrichtung bei der Steuerung kalibriert, so dass Eingabeeinrichtungseinstellungen jeweils bestimmten Volumen- oder Massenflußratenwerten entsprechen.
  • Ein Allzweckcomputer kann anstelle der voranstehend geschilderten Steuerung verwendet werden, oder zusätzlich zu dieser. Typischerweise verwendet ein Allzweckcomputer eine Eingabeeinrichtung, einschließlich, jedoch nicht hierauf beschränkt, eine alphanumerische Tastatur, eine Maus, einen Joystick, einen Griff, einen Berührungsbildschirm, oder einige Kombinationen hieraus. Andere Einrichtungen, die zur Eingabe von Daten in den Computer verwendet werden können, umfassen, sind jedoch nicht hierauf beschränkt: Einrichtungen zum Lesen von Daten, die auf magnetischen Medien gespeichert sind, beispielsweise ”Floppydisks” von 3,5 Zoll, oder Festplattenlaufwerke; Einrichtungen zum Lesen von Daten, die auf optischen Medien gespeichert sind, etwa CD-ROMs; Einrichtungen zum Lesen von Daten, die über Kabel übertragen werden, elastisch Optikkabeln; und Einrichtungen zum Scannen und Digitalisieren von Information auf einem Dokument. Zusätzlich zu den Eingabeeinrichtungen wie jenen, die voranstehend geschildert wurden, weist ein Allzweckcomputer normalerweise eine visuelle Anzeige zum Anzeigen von Daten auf. Weiterhin weist ein Allzweckcomputer typischerweise eine Einrichtung zum Speichern und Abrufen von Daten auf, die in den Computer eingegeben werden. Einrichtungen zum Speichern und Abrufen von Daten umfassen, sind jedoch nicht hierauf beschränkt: ein Diskettenlaufwerk zum Lesen von Daten von und Speichern von Daten auf ”Floppydisks” von 3,5 Zoll; ein Festplattenlaufwerk oder ein anderes festes Laufwerk; ein Bandlaufwerk; oder eine andere Einrichtung, die Daten von magnetischen Medien lesen und auf ihnen speichern kann.
  • Ein Allzweckcomputer kann dazu ausgebildet werden, beim Steuern der Volumen- oder Massenflußrate eines Klebers eingesetzt zu werden. Typischerweise weist ein Allzweckcomputer Einrichtungen zur Dateneingabe, Datenspeicherung, Datenverarbeitung, Datenanzeige, und Datenausgabe auf, wie voranstehend erwähnt. Zum Zwecke des Steuerns der Volumen- oder Massenflußrate kann der Allzweckcomputer weiterhin eine Gruppe von Befehlen enthalten, welche die folgenden Schritte umfassen: Lesen des Steuersignals M1, wobei das Steuersignal M1 an den Computer in computerlesbarer Form übertragen wird; Korrelieren des Steuersignals M1 mit einem Ausgangssignal R1, und Übertragen des Ausgangssignals R1 an ein Steuerelement. Das Steuerelement, beispielsweise ein elektronisches, hydraulisches, pneumatisches oder anderes Steuerventil reagiert auf das Ausgangssignal R1 durch Öffnen oder Schließen, und bewirkt so die gewünschte Änderung bei der Stellgröße, bei dieser Volumen- oder Massenflußrate. Alternativ kann das Steuerelement gewünschte Änderungen der Geschwindigkeit bewirken, mit welcher eine Verdrängerpumpe oder eine andere Zumessungspumpe arbeitet, wodurch die gewünschten Änderungen der Massen- oder Volumenflußrate bewirkt werden.
  • Die voranstehende Erläuterung gibt Beispiele für Einrichtungen und Verfahren zum Steuern der Menge an Kleber an, die einem Aufbringungsort pro Zeiteinheit zugeführt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass andere Einrichtungen und Verfahren, die zur zwangsweisen Einstellung der Flußrate eines Klebers auf einen Steuereinstellpunkt, einen von der Bedienungsperson eingegebenen Wert, oder anderen gewünschten Wert verwendet werden, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
  • VERSUCHE/PROZEDUREN
  • Laminatherstellung
  • Laminate wurden auf einer Einrichtung hergestellt, die von J & M Laboratories bezogen werden kann, einer Firma, die Geschäftsräume in Dawsonville, Georgia aufweist. Wie in 6 gezeigt, wurde ein erstes Substrat oder erstes Basismaterial 102, beispielsweise eine Nonwoven-Bahn, von seinem entsprechenden Abwickelständer (nicht gezeigt) zur Oberfläche einer Stahlrolle 104 mit 6 Zoll Durchmesser zugeführt, und durch eine Einquetschstelle 106 zwischen der Stahlrolle und einer Gummirolle 110 von 4 Zoll Durchmesser geführt. Ein zweites Substrat oder zweites Basismaterial, beispielsweise eine zweite Nonwoven-Bahn 108, wurde von seinem Abwickelständer (nicht gezeigt) der Oberfläche der Gummirolle zugeführt und durch die Einquetschstelle geleitet. Typischerweise wurde die Einrichtung mit einer Geschwindigkeit von 300 Fuß pro Minute betrieben.
  • Die Aufbringungsvorrichtung 114, die zum Abgeben des Klebers verwendet wurde, war so angeordnet, dass die Oberfläche der dargestellten Düse, die annähernd parallel zur Oberfläche der Bahn verlief, auf welche Kleber zuerst aufgebracht wurde, 1,5 Zoll (116) von der Oberfläche der Bahn entfernt war. Weiterhin lag die Zentrumsachse der dargestellten Düse, die senkrecht zur Bahn verläuft, auf welche zuerst Kleber aufgebracht wurde, 8 Zoll (118) von einer parallelen Achse entfernt, die durch die Einquetschstelle geht, die durch die Gummirolle und die Stahlrolle festgelegt wird.
  • Aus der voranstehenden Diskussion sollte deutlich geworden sein, dass sich die Substrate und das sich ergebende Laminat 700 allgemein in einer Maschinenrichtung 702 (siehe 7A) während ihrer Bearbeitung bewegten. 7A ist eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines Laminats, nachdem es hergestellt wurde. Ein durchgehendes Band aus Kleber 703, ob es nun unter Verwendung einer Meltblown-Technik, einer Zykloiden-, Schlitz- oder anderen Aufbringungstechnik aufgebracht wurde, ist durch gestrichelte Linien 705 und 707 bezeichnet. Der Kleber befindet sich unter dem oberen Substrat des in der Figur dargestellten Laminats. Während das Laminat kontinuierlich hergestellt wird, wird es in Form einer Rolle aufgewickelt. Die Richtung, die senkrecht zur Maschinenrichtung verläuft, jedoch innerhalb der Ebene des Laminats liegt, ist als die Quermaschinenrichtung 704 bezeichnet. Typischerweise betrug die Breite des hergestellten Laminats, wobei die Breite die Abmessungen parallel zur Quermaschinenrichtung angibt, etwa 1 bis etwa 12 Zoll (706). Die Breite des aufgebrachten Klebers, wobei erneut die Breite eine Abmessung parallel zur Quermaschinenrichtung bezeichnet, betrug typischerweise zwischen etwa 0,5 Zoll bis etwa 10 Zoll (708). Weiterhin wurde das Band aus Kleber im wesentlichen so aufgebracht, dass es im wesentlichen in dem Laminat zentriert war (in Richtung der Breite). Falls nicht anders angegeben, betrug die Breite des aufgebrachten Klebers etwa 0,5 Zoll bis etwa 2 Zoll (Hinweis: die Linien 710 und 712 geben die Art und Weise an, auf welche eine Probe von 2 Zoll (714) für nachfolgende Untersuchungen ausgeschnitten wurde; Probenvorbereitung und Orientierung werden nachstehend genauer erläutert).
  • Der ausgewählte Kleber war entweder ein in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeter Kleber (wie in den nachstehenden Beispielen angegeben), oder ein Heißschmelzkleber (wiederum wie in den nachstehenden Beispielen angegeben). Der Kleber wurde aufgebracht unter Verwendung verschiedener Muster, einschließlich eines Meltblow-Musters, eines Wirbel- oder Zykloidenmusters, oder eines Musters, das sich durch Schlitzbeschichtung ergibt. Typischerweise wurden die Kleber auf Temperaturen im Bereich zwischen etwa 350 Grad Fahrenheit bis etwa 380 Grad Fahrenheit vor dem Aufbringen auf eines der Substrate erwärmt. Falls nicht anders angegeben, wurde der ausgewählte Kleber unter Verwendung eines Meltblown-Musters aufgebracht. Wie voranstehend erwähnt betrug, falls nicht anders angegeben, die Breite des hinzugefügten Klebers etwa 0,5 Zoll bis etwa 2 Zoll. Der ausgewählte Kleber wurde in Mengen aufgebracht, die sich von etwa 1 Gramm pro Quadratmeter bis etwa 50 Gramm pro Quadratmeter änderten, wobei spezielle Aufbringungspegel oder Hinzufügungspegel in den Beispielen angegeben sind.
  • Eine Anzahl unterschiedlicher Substrate wurde dazu verwendet, die Laminate herzustellen, wie dies in den nachstehenden Beispielen angegeben ist. Die verwendeten Substrate umfassten: ein einschnürgebundenes Laminat (”NBL”), welches im wesentlichen eine Polyethylenschicht aufwies, die sandwichartig zwischen zwei Spunbond-Schichten aus Polypropylen eingeschlossen war; eine Spunbond-Schicht (”SB”) aus Polypropylen; und eine Außenabdeckung, die eine Polyethylenschicht und eine Spunbond-Polypropylenschicht aufwies. Für Versuche, bei denen die Leistung eines Laminats gemäß der vorliegenden Erfindung mit der Leistung eines Laminats verglichen wurde, das unter Verwendung eines herkömmlich Heißschmelzklebers hergestellt würde, wurden dieselben Substrate dazu verwendet, sowohl das Laminat gemäß der vorliegenden Erfindung als auch das herkömmliche Laminat herzustellen.
  • Stätischer Abschälversuch mit 180°
  • Der statische Abschälversuch wurde dazu verwendet, die annähernde Zeit bis zu einem Ausfall eines Laminats zu bestimmen, bei welchem ein Substrat durch einen Kleber mit einem anderen Substrat verbunden war. Sämtliche Laminate wurden wie voranstehend geschildert auf einer Maschine von J & M hergestellt. Proben wurden aus dem hergestellten Laminat geschnitten, das in Form einer kontinuierlichen Bahn vorlag, die auf einer Maschine von J & M hergestellt wurde, wie in 7A gezeigt. 7B ist eine Schnittansicht einer Probe, die von dem in 7A gezeigten Laminat entfernt wurde. Die Versuchsprozedur wurde folgendermaßen durchgeführt: 1. Ein Versuchsfeld von 2 Zoll wurde aus dem Laminat ausgeschnitten, wie in den 7A und 7B gezeigt. 2. Das Versuchslaminat wurde dann vertikal in einem Ofen mit Zwangsluftumwälzung aufgehängt, Modellnummer OV-490A-2, hergestellt von Blue M Co., einer Firma mit Geschäftsräumen in Blue Island, Illinois, der auf eine Temperatur von 100 Grad Fahrenheit vorgeheizt wurde, wobei die Oberseite einer Substratschicht 750 durch eine Klemme oder ein anderes mechanisches Befestigungselement befestigt wurde, und die Klemme oder das Befestigungselement eine Breite von etwa 2 Zoll aufwies. 3. Ein Gewicht von 500 Gramm wurde dann an dem oberen Rand 752 des anderen Substrats unter Verwendung einer Klemme oder eines anderen mechanischen Befestigungselements angebracht. Wiederum wies die Klemme oder das Befestigungselement, die bzw. das zum Anbringen des Gewichts von 500 Gramm verwendet wurde, Abmessungen von etwa 2 Zoll auf. 4. Annähernd alle halbe Stunde wurde das Versuchslaminat visuell überprüft, durch schnelles Öffnen der Ofentür. Es wurde die Zeit aufgezeichnet, zu welcher ein Substrat oder eine Schicht sich von dem anderen Substrat bzw. der anderen Schicht abgelöst hatte. Die aufgezeichnete Zeit entsprach der annähernden Zeit des Ausfalls des Laminats. Die beiden, nunmehr getrennten, Substrate wurden dann untersucht, um die Art des Ausfalls festzustellen. Hatten sich die Substrate so getrennt, dass der Hauptanteil des Klebers auf einem der Substrate verblieb, dann wurde der Ausfall als Adhäsionsausfall angenommen (so dass der Ausfall wahrscheinlich an der Grenzfläche zwischen einem der Substrate und der Kleberzusammensetzung aufgetreten war). Hatten sich die Substrate so getrennt, dass Kleber auf beiden Substraten verblieb, dann wurde der Ausfall als Kohäsionsausfall angesehen (so dass also die Trennung wahrscheinlich innerhalb der Kleberzusammensetzung selbst auftrat). Trat keiner dieser Zustände auf, sondern fiel stattdessen eines der Substrate aus, oder beide (also jener Abschnitt des Laminats, der durch den Kleber verbunden wurde, gewöhnlich ein Bereich von 1 Zoll mal 2 Zoll des Versuchsfeldes), dann wurde der Ausfall als Materialausfall eines der Substrate angesehen, oder aber beider Substrate.
  • Statischer Scherungsversuch
  • Der statische Scherungsversuch wurde dazu verwendet, die annähernde Zeit bis zum Ausfall eines Laminats zu bestimmen, bei welcher ein Substrat durch einen Kleber mit einem anderen Substrat verbunden war. Alle Laminate wurden wie voranstehend geschildert auf einer Maschine von J & M hergestellt. Proben wurden aus dem hergestellten Laminat geschnitten, das in Form einer kontinuierlichen Bahn vorlag, die auf einer Maschine von J & M hergestellt wurde, wie in 7A gezeigt. 7B ist eine Schnittansicht einer Probe, die von dem in 7A gezeigten Laminat entfernt wurde. Die Versuchsprozedur wurde folgendermaßen durchgeführt: 1. Ein Versuchsfeld von 2 Zoll wurde aus dem Laminat ausgeschnitten, wie in den 7A und 7B gezeigt. 2. Das Versuchsfeld wurde dann vertikal in einem Ofen mit Zwangsluftumwälzung aufgehängt, Modellnummer OV-490A-2, hergestellt von Blue M Co., einer Firma mit Geschäftsräumen in Blue Island, Illinois, der auf eine Temperatur von 100 Grad Fahrenheit vorgeheizt worden war, wobei die Oberseite einer Substratschicht 750 durch eine Klemme oder ein anderes mechanisches Befestigungsmittel befestigt wurde, und die Klemme oder das Befestigungselement eine Breite von mehr als 2 Zoll aufwies. 3. Ein Gewicht von 500 Gramm wurde dann an dem unteren Rand 754 des anderen Substrats befestigt, unter Verwendung einer Klemme oder eines anderen mechanischen Befestigungselements. Wiederum hatte die Klemme oder das Befestigungselement, die bzw. das zum Anbringen des Gewichts von 500 Gramm verwendet wurde, Abmessungen von etwa 2 Zoll. 4. Annähernd alle halbe Stunde wurde das Versuchslaminat visuell untersucht, durch schnelles Öffnen der Ofentür. Der Zeitpunkt, zu welchem sich ein Substrat oder eine Schicht von dem anderen Substrat bzw. der anderen Schicht getrennt hatte, wurde aufgezeichnet. Die aufgezeichnete Zeit entsprach der annähernde Zeit des Ausfalls des Laminats. Diese beiden, nunmehr getrennten Substrate wurden dann untersucht, um die Art und Weise des Ausfalls zu bestimmen. Hatten sich die Substrate so getrennt, dass der meiste Kleber auf einem der Substrate übrigblieb, wurde der Ausfall als Adhäsionsausfall angenommen (so dass der Ausfall wahrscheinlich an der Grenzfläche zwischen einem der Substrate und der Kleberzusammensetzung aufgetreten war). Hatten sich die Substrate so getrennt, dass Kleber auf beiden Substraten verblieb, wurde der Ausfall als Kohäsionsausfall angenommen (so dass die Trennung wahrscheinlich innerhalb der Kleberzusammensetzung selbst aufgetreten war). Trat keiner dieser Zustände auf, sondern fiel stattdessen eines der Substrate aus, oder sogar beide (also jener Abschnitt des Laminats, der mit dem Kleber verbunden war, normalerweise ein Bereich von 1 Zoll mal 2 Zoll der Versuchsprobe), dann wurde der Ausfall als Materialausfall eines oder beider Substrate angenommen.
  • Dynamische Abschäl- und Scherversuche
  • Um die dynamische Abschälfestigkeit zu bestimmen, wurde ein Laminat in Bezug auf das maximale Ausmaß der Zugkraft untersucht, das dazu erforderlich war, die Schichten des Laminats auseinanderzuziehen. Werte für die Abschälfestigkeit wurden erhalten unter Verwendung einer vorgegebenen Breite des Laminats (bei der vorliegenden Anmeldung: 2 Zoll); einer Klemmbackenbreite (für die vorliegende Anmeldung: eine Breite von mehr als 2 Zoll); und einer konstanten Ausdehnungsrate (für die vorliegende Anmeldung: eine Ausdehnungsrate von 300 Millimeter pro Minute). Für Proben, die eine Filmseite aufweisen, wird die Filmseite der Probe mit Maskierungsband abgedeckt, oder einem anderen geeigneten Material, um zu verhindern, dass der Film während des Versuches reißt. Das Maskierungsband befindet sich nur auf einer Seite des Laminats, und trägt so nicht zur Abschälfestigkeit der Probe bei. Dieser Versuch verwendet zwei Klemmen, wobei jede Klemme zwei Backen aufweist, und jede Backe eine Oberfläche in Kontakt mit der Probe aufweist, um das Material in derselben Ebene zu haltern, normalerweise vertikal. Die Probengröße ist 2 Zoll 10,2 cm) breit mal 4 Zoll (20,4 cm). Die Backenoberflächengröße beträgt 0,5 Zoll (1,25 cm) (hoch) mal zumindest 2 Zoll (10,2 cm) (breit), und die konstante Ausdehnungsrate beträgt 300 mm/min. Für einen dynamischen Abschälversuch wird eine Klemme an der Oberseite 750 eines Substrats eines Versuchsfeldes angebracht (siehe 7B). Die andere Klemme wird an der Oberseite 752 des anderen Substrats eines Testfeldes angebracht. Während des Versuches bewegen sich die Klemmen mit der vorgegebenen Ausdehnungsrate auseinander, um das Laminat auseinanderzuziehen. Die Probe wird in einem Trennungswinkel von 180 Grad zwischen den beiden Schichten auseinandergezogen, und die angegebene Abschälfestigkeit ist die maximale Zugfestigkeit in Gramm, die während des Versuches aufgezeichnet wird. Jede der nachstehend angegebenen Abschälfestigkeiten ist ein Mittelwert von fünf bis neun Versuchen. Eine geeignete Einrichtung zur Bestimmung der Abschälfestigkeit ist ein Versuchsgerät SINTECH 2, erhältlich von der Sintech Corporation, einer Firma mit Geschäftsräumen in 1001 Sheldon Der., Cary, N. C. 27513; oder INSTRON Modell TM, erhältlich von der Instron Corporation, einer Firma mit Geschäftsräumen in 2500 Washington St., Canton, Mass. 02021; oder das Thwing-Albert Modell INTELLECTII, erhältlich von Thwing-Albert Instrument Co., einer Firma mit Geschäftsräumen in 10960 Dutton Rd., Philadelphia, Pa. 19154.
  • Für einen dynamischen Scherversuch verläuft die Prozedur wie voranstehend geschildert, mit Ausnahme der Tatsache, dass eine Klemme an der Oberseite 750 eines Substrats des Laminats angebracht ist, und die andere Klemme an dem Boden 754 des anderen Substrats des Laminats angebracht ist. Die mitgeteilte Scherfestigkeit ist die maximale Zugfestigkeit in Gramm, die während des Versuches aufgezeichnet wird. Jede der berichteten Scherfestigkeiten ist ein Mittelwert von fünf bis neun Versuchen.
  • Wachstumswert oder relativer Wachstumswert
  • Das relative Wachstum oder Ansammeln eines Klebers, allein oder in Kombination mit anderen Materialien, beispielsweise Fasern, wurde dadurch gemessen, dass man ein Kleber aufweisendes Laminat durch eine Rotations-Ultraschallbindevorrichtung bei 300 Fuß pro Minute 10 Minuten lang laufen ließ (oder eine andere, festgelegte Zeit). Die Drehbindevorrichtung wies eine Konstruktion mit Trichter und Punktmusteramboss auf. Der Ultraschallgenerator war ein Generator des Typs 3005 Autotrac, 20 kHz, 3000 Watt, von Dukane Corporation, einer Firma mit Geschäftsräumen in Saint Charles, Illinois. Eine einstellbare Stromversorgung wurde dazu verwendet, die dem Generator zugeführte Energie zu variieren. Der eingesetzte Leistungspegel betrug 100 was einer Ultraschallwellenamplitude von 2,8 bis 3,5 mil entspricht (1 mil entspricht 1/1000 Zoll). Der Trichterdurchmesser war annähernd 6,75 Zoll, wobei der von dem Trichter auf den Amboss ausgeübte Druck typischerweise etwa 40 Pound pro Quadratzoll betrug, oder mehr, um einen guten Kontakt zwischen dem Substrat, der Bahn, oder dem Laminat, die bearbeitet wurden; dem Trichter; und dem Amboss sicherzustellen.
  • Der Amboss wies ein Punktmuster auf, wobei jeder Stift einen Durchmesser von 45 mil und eine Höhe von 31 mil aufwies. Der jeweilige Abstand zwischen den Stiften betrug etwa 79 mil. Die Ambossstifte wurden aus Werkzeugstahl des Typs D2 hergestellt, der wärmebehandelt und durchgehärtet auf eine Rockwell-Härte C 60–63 wurde. Die Breite des Musters betrug 300 mil. Der Durchmesser des Ambosses betrug etwa 5,7 Zoll.
  • Zusätzliche Einzelheiten in Bezug auf bekannte Konstruktionen und Vorgaben in Bezug auf Ultraschalleinrichtungen finden sich in dem US-Patenten mit den Nummern 5,110,403 und 5,096,532 .
  • Die Ansammlung, die aus Kleber und anderem Material bestand, beispielsweise Nonwoven-Fasern, wurde von dem Trichter und dem Amboss abgekratzt und gewogen, was den Wachstumswert für den bewerteten Kleber ergab.
  • Laminate für diese Bewertung wurden dadurch hergestellt, dass ein Kleber schmelzgeblasen wurde, so dass man eine Abdeckung von 10 Gramm pro Quadratmeter auf einem Spunbond-Nonwoven-Futter aus Polypropylen von annähernd 0,4 Unzen pro Quadratyard erhielt. Wie voranstehend gezeigt wurde der Kleber auf ein Futter aufgebracht. Dieses Futter mit dem aufgebrachten Kleber wurde dann mit dem anderen Futter (oder Substrat, in diesem Fall einem anderen Spunbond-Substrat von 0,5 osy aus Polypropylen) zusammengequetscht, um ein Laminat herzustellen. Typische Laminiergeschwindigkeiten betrugen 300 Fuß pro Minute.
  • Herkömmliche Heißschmelzkleber, die zur Herstellung von Laminaten vor Wachstumswertversuchen eingesetzt wurden, umfassten: einen Kleber, der unter der Bezeichnung H2800 von Bostik-Findley erhältlich ist, einer Firma mit Geschäftsräumen in Milwaukee, Wisconsin; einen Kleber, der unter der Bezeichnung H2525A von Bostik-Findley erhältlich ist, und einen Kleber, der unter der Bezeichnung N. S. 10242-94A von National Starch Co. erhältlich ist, einer Firma mit Geschäftsräumen in Bridgewater, New Jersey.
  • Ein Laminat, das unter Verwendung eines herkömmlichen Heißschmelzklebers hergestellt wurde, oder eines in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Klebers, durchlief eine Ultraschallverbindungseinrichtung unter den voranstehend geschilderten Bedingungen. Die angewachsene Menge oder die Ansammlung wurde von den verschiedenen Ultraschallverbindungsoberflächen abgeschabt, nach einer ausgewählten Zeit, und gewogen. Relative Wachstumswerte können dadurch berechnet werden, dass der Wachstumswert des Laminats, das einen in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleber aufweist, durch den Wachstumswert eines ausgewählten, herkömmlichen Heißschmelzklebers dividiert wird (beispielsweise eines herkömmlichen Heißschmelzklebers, der durch einen in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleber ersetzt werden soll).
  • Thermische Stabilität: Thermogravimetrische Analyse und differentielle Kalorimetrie
  • Die thermische Stabilität von Versionen von in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzungen wurde bestimmt unter Verwendung thermogravimetrischer Analyse und differentieller Abtastkalorimetrie. Für die thermogravimetrische Analyse wurde eine Probe des Klebers in einem Probenhalter in dem Heizelement eines Thermogravimetric Analyzers, Modell 951 angebracht, hergestellt von TA Instruments, einer Firma mit Geschäftsräumen in New Castle, Delaware. Die Probe wurde von Zimmertemperatur, was annähernd 21°C entsprach, auf eine Temperatur von 450°C bei einer Erwärmungsrate von 10°C pro Minute erwärmt. Die Probe wurde unter einer dynamischen Luftatmosphäre erwärmt, mit einem Fluß von annähernd 80 Milliliter pro Minute. Der Tiegel wurde ständig während der Erwärmung gewogen, so dass jede Gewichtsabnahme festgestellt werden konnte. Die sich ergebenden Gewichtsänderungskurven für die untersuchten Kleber, also Auftragungen des Probengewichts in Abhängigkeit von der Temperatur, zeigten, dass isotaktisches Polypropylen, ataktisches Polypropylen, und Mischungen aus ataktischen und isotaktischen Polypropylenen (wobei die Mischungen typischerweise im Bereich von etwa 10 Gewichtsprozent bis etwa 30 Gewichtsprozent isotaktischem Polypropylen lagen) normalerweise eine Zersetzungstemperatur von etwa 235°C in Luft aufwiesen.
  • Für die Untersuchung unter Verwendung der differentiellen Abtastkalorimetrie wurde eine Probe von 10 Milligramm aus isotaktischem Polypropylen (siehe nachstehendes Beispiel 1) in der Probenkammer des Heiz/Kühlblocks eines differentiellen Abtastkalorimetriearialysators des Modells 2920 angeordnet, hergestellt von TA Instruments. Die Probe wurden von –100°C auf 250°C erwärmt, dann auf –100°C abgekühlt, dann erneut auf 250°C erwärmt, mit einer Erwärmungs- und Kühlrate von 10°C pro Minute. Ein Flüssigstickstoffkühlzusatzgerät, ebenfalls von TA Instruments hergestellt, wurde an dem differentiellen Abtastkalorimeter des Modells 2920 angebracht. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass ein signifikanter Peak vorhanden war, der eine Energieaufnahme im Temperaturbereich von etwa 150°C bis etwa 170°C zeigt, mit einem Peak bei etwa 161°C (der also ein Schmelzen anzeigt).
  • Eine Probe von 10 Milligramm aus amorphem Polypropylen (siehe nachstehendes Beispiel 1) wurde unter Einsatz derselben differentiellen Abtastkalorimetrieprozedur bewertet. Die Untersuchung ergab, dass das amorphe Polypropylen eine Glasübergangstemperatur von etwa –10°C aufwies.
  • Viskosität
  • Mishungen aus ataktischem und isotaktischem Polypropylen mit verschiedenen Zusammensetzungen wurden als Proben von 10,0 Gramm vorbereitet. Diese Proben wurden auf 400°F oder darüber hinaus in einem digitalen Rheometer von Brookfield, Modell DV-III erwärmt, unter Verwendung einer Temperatursteuerung von Brookfield (erhältlich von Brookfield Engineering Laboratories, einer Firma mit Geschäftsräumen in Stoughton, MA). Spindel #27 wurde für alle Versuche eingesetzt, und das Instrument wurde vor jedem Versuch ordnungsgemäß auf Null gestellt und kalibriert. Nachdem sich die Probe stabilisiert und ausreichend gemischt bei 400 Grad Fahrenheit (oder darüber) hatte, wurde Ablesungen der Drehzahl der Spindel, des Drehmoments, und der Viskosität aufgezeichnet. Die Temperatur wurde dann abgesenkt, typischerweise in Schritten von 10°F, und die Probe konnte sich 10 bis 15 Minuten stabilisieren, bevor darauffolgende Ablesungen der Spindeldrehzahl, des Drehmoments, und der Viskosität erfolgten. Für verschiedene Mischungen aus isotaktischem Polypropylen und ataktischem Polypropylen (vgl. das nachstehende Beispiel 1 in Bezug auf die Eigenschaften) wurden folgende Brookfield-Viskositäten bei 360 Grad Fahrenheit ermittelt: für 10 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 90 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 3200 Centipoise; für 20 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 80 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 4700 Centipoise; für 30 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 70 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 6300 Centipoise; und für 40 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 60 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 7000 Centipoise.
  • Für verschiedene Mischungen aus isotaktischem Polypropylen und ataktischem Polypropylen (vgl. das nachstehende Beispiel 1 in Bezug auf die Eigenschaften) wurden folgende Brookfield Viskositäten bei 380 Grad Fahrenheit ermittelt: für 10 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 90 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 2500 Centipoise; für 20 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 80 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 3600 Centipoise; für 30 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 70 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 4900 Centipoise, und für 40 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 60 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen betrug die Viskosität 5300 Centipoise.
  • Molekulargewicht (mittleres Relatives und mittleres Absolutes)
  • Ataktisches Polypropylen, isotaktisches Polypropylen, und Mischungen aus ataktischem und isotaktischem Polypropylen wurden an die American Polymer Standard Corp. geschickt, eine Firma mit Geschäftsräumen in Philadelphia, Pa, für Molekulargewichtsermittlungen. Die relativen und/oder absoluten mittleren Molekulargewichte würden von American Polymer unter Verwendung der Gelpermeationschromatographie mit einem Gelpermeationschromatographen von Waters, Modell Nr. 150 bestimmt. Die Bestimmungen wurden unter Verwendung folgender Parameter durchgeführt: vier lineare Shodex-GPC-Gelsäulen; Poly(Styroldevinylbenzol)-Copolymere als Standards; Trichlorbenzol als Lösungsmittel, eingegeben in den Chromatographen mit einer Volumenflußrate von 1,0 Milliliter pro Minute; Betriebstemperatur von 135 Grad Celsius; Probeneinspritzvolumen von 100 Mikroliter; Detektor M-150C-(64/25); und ein IBM AT-Datenmodul des Typs GPC PRO 3,13.
  • BEISPIELE
  • Beispiel 1
  • Amorphes (also ataktisches) Polypropylen (empfangen als leicht gelbe, transparente, elastomere, kleine Blöcke) wurde bezogen von Sigma-Aldrich, einer Firma mit Geschäftsräumen in Milwaukee, Wisconsin. Das amorphe Polypropylen wies ein absolutes mittleres Molekulargewicht von etwa 28000 und ein relatives mittleres Molekulargewicht von 8400 auf (bestimmt von American Polymer wie voranstehend erläutert). Weiterhin wurde bei dem bezogenen, amorphen Polypropylen festgestellt, dass es eine Brookfield-Viskosität von 23 Poise bei einer Temperatur von 190 Grad Celsius aufwies (so bestimmt, wie in dem Versuchs/Prozedurabschnitt voranstehend beschrieben); und eine Glasübergangstemperatur von –10 Grad Celsius (bestimmt wie voranstehend beschrieben, unter Verwendung differentieller Abtastkalorimetrie bei einer Erwärmungsrate von 10 Grad Celsius pro Minute).
  • Isotaktisches Polypropylen wurde von Sigma-Aldrich in Form weißer, kugelförmiger Teilchen bezogen. Bei dem isotaktischen Polypropylen wurde ein relatives mittleres Molekulargewicht von etwa 20000 und ein absolutes mittleres Molekulargewicht von etwa 110000 ermittelt. Das bezogene, isotaktische Polypropylen wies einen Schmelzindex von 1000 Gramm pro zehn Minuten auf (bei einer Temperatur von 200 Grad Celsius, und wenn einer Kraft von 2,16 kg ausgesetzt; vgl. ASTM D 1238, eingesetzt bei dieser Ermittlung, für zusätzliche Einzelheiten bezüglich der Messung des Schmelzindex).
  • 4 1/2 Kilogramm amorphen Polypropylens wurden einer Kleberzufuhreinheit zugegeben; also einem Heißschmelzverarbeitungssystem, das einen Heißschmelztank aufwies. Die Kleberzufuhreinheit war ein Modell Nr. DM310 der Gruppe Dynamelt S, erhältlich von ITW Dynatec, einer Firma mit Geschäftsräumen in Hendersonville, Tennessee. Die Kleberzufuhreinheit wurde auf eine Temperatur von etwa 370 Grad Fahrenheit eingestellt. Nach etwa einer Stunde lag das amorphe Polypropylen im wesentlichen in flüssiger Form vor. Ein halbes Kilogramm aus isotaktischem Polypropylen wurde dann dem bereits verflüsigten, amorphen Polypropylen hinzugefügt. Um eine ordnungsgemäße Mischung und Gleichförmigkeit der sich ergebenden Mischung sicherzustellen, wurde eine Umwälzpumpe in Gang gesetzt, die der Kleberzufuhreinheit zugeordnet war. Die Umwälzpumpe, eine Zahnradpumpe, wurde so betrieben, dass annähernd 0,5 bis 0,8 Pound pro Minute der Precursormaterialien der gleichförmigen Mischung umgewälzt wurden. Die Pumpe wurde etwa 1 Stunde lang betrieben, und zu dem Zeitpunkt wurde festgestellt, dass die Feststoffe aus isotaktischem Polypropylen geschmolzen waren, und sich gleichmäßig mit dem verflüssigten, amorphen Polypropylen gemischt hatten.
  • Die Brookfield-Viskosität der Mischung wurde zu etwa 3000 Centipoise bei einer Temperatur von 370 Grad Celsius ermittelt.
  • Beispiel 2
  • Es wurde eine Anzahl an Klebern dazu verwendet, zwei Substrate miteinander zu verbinden, um Laminatstrukturen auszubilden, unter Verwendung der voranstehend angegebenen Prozeduren. Der Zusammenhalt der Bindung zwischen den beiden Substraten wurde dann untersucht, unter Verwendung des statischen Abschälversuches, der voranstehend beschrieben wurde. Bei einer Bewertung wurden zwei Substrate aus einschnürverbundenem Laminat (NBL) miteinander verbunden. Für zusätzliche Einzelheiten in Bezug darauf, wie NBLs und andere einschnürverbundene Materialien hergestellt werden, vergleiche das US-Patent Nummer 5,336,545 von Norman, mit dem Titel ”Elastisches, einschnürverbundenes Verbundmaterial”.
  • Laminate, die zwei durch Kleber verbundene NBL-Substrate aufwiesen, wurden wie voranstehend erläutert hergestellt und untersucht. Jedes Laminat wies ein erstes NBL-Substrat auf, wie voranstehend geschildert, das durch einen Kleber mit einem zweiten NBL-Substrat verbunden war. Bei diesem speziellen Beispiel erfolgte eine Schlitzbeschichtung mit dem Kleber auf eine der beiden Substratschichten, als das Laminat hergestellt wurde. Jeder Kleber wurde mit einer Zufuhrmenge von etwa 20 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht. Dasselbe NBL-Substrat wurde zur Herstellung sämtlicher Laminate bei diesem Beispiel verwendet. Die folgenden Vergleichs-Kleberzusammensetzungen wurden untersucht: (1) Drei Heißschmelzkleberzusammensetzungen, definiert. durch die alphanumerischen Bezugszeichen N. S. 8819-6C, N. S. 11414 19A, und N. S. 11414-14D, die man von National Starch, einer Firma mit Geschäftsräumen in Bridgewater, New Jersey beziehen kann; (2) drei Heißschmelzkleberzusammensetzungen, identifiziert durch die alphanumerischen Benennungen H8163, H2800 und H2727, die sämtlich bei Bostik-Findley, einer Firma mit Geschäftsräumen in Milwaukee, Wisconsin bezogen werden können; und (3) ein Heißschmelzkleber aus einem amorphen Poly-Alpha-Olefin, der ein Poly(Ethylen-Co-Propylen)-Copolymer enthält, und unter der Bezeichnung RT2730 von Huntsman Polymer Corp., Houston, Texas bezogen werden kann.
  • Für dieses Beispiel stellten wir eine Ausführungsform unserer Erfindung dadurch her, dass amorphes (also ataktisches) Polypropylen und isotaktisches Polypropylen wie beim voranstehenden Beispiel 1 gemischt wurden. Die statische Abschälfestigkeit wurde wie voranstehend geschildert ermittelt (so dass eine Masse von 500 Gramm an dem oberen Rand eines der Substrate eines Versuchsfeldes angebracht wurde, und das Versuchslaminat in einem Ofen bei einer Temperatur von 100 Grad Fahrenheit aufgehängt wurde). Die Ergebnisse dieses Vergleichs sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1: Vergleich der Klebeleistung
    Klebertyp Zeit der Anbringung zwischen zwei Substraten (also Ausfall) Art des Ausfalls
    N. S. 8819-6C 2 Stunden oder weniger Kohäsion
    N. S. 11414-19A 1 Stunde oder weniger Kohäsion
    N. S. 11414-19D 1 Stunde oder weniger Kohäsion
    88163 4 Stunden oder weniger Kohäsion
    82800 4 Stunden oder weniger Kohäsion
    82727 4 Stunden oder weniger Kohäsion
    RT2730 1 Stunde oder weniger Kohäsion
    Ataktisch/isotaktische Polypropylenmischung (20 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen) Kein Bindungsausfall nach 30 Stunden EinschnUrgebundenes Laminat fiel aus (also das NBL-Substrat delaminierte selbst)
  • Beispiel 3 (nicht gemäß der vorliegenden Erfindung)
  • Laminate wurden hergestellt mit Polypropylen von annähernd 0,4 osy, Spunbond-Substraten, und Kleber aufgebracht in einem Meltblown-Muster mit einem Einsatzniveau von etwa 10 Gramm pro Quadratmeter. Das Laminat durchlief dann eine Ultraschallverbindungseinrichtung unter Verwendung der voranstehend geschilderten Prozeduren, um den Wachstumswert für jeden der untersuchten Kleber zu bestimmen.
  • Bei einem Laminat, das unter Verwendung der Mischung aus ataktischem Polypropylen und isotaktischem Polypropylen hergestellt wurde, wie beim Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde keine Ansammlung oder Rest auf den Oberflächen des Ambosses und des Trichters festgestellt, nachdem die Ultraschallverbindungseinrichtung etwa 8,5 Minuten gelaufen war.
  • Bei einem Laminat, das unter Verwendung des Heißschmelzklebers H2800 hergestellt wurde, wurden 0,4 bis etwa 0,5 Gramm an Ansammlung oder Rest von den Oberflächen des Ambosses und des Trichters gesammelt, nachdem die Ultraschallverbindungseinrichtung etwa 8,5 Minuten in Betrieb war.
  • Bei einem Laminat, das unter Verwendung des Heißschmelzklebers H2525A hergestellt wurde, wurden etwa 1,8 Gramm an Ansammlung und der Rest von den Oberflächen des Ambosses und des Trichters gesammelt, nachdem die Ultraschallverbindungseinrichtung etwa 5 Minuten gelaufen war.
  • Bei einem Laminat, das unter Verwendung des Heißschmelzklebers N. S. 10242-94A hergestellt wurde, wurden etwa 1,2 Gramm an Ansammlung oder Rest von den Oberflächen des Ambosses und des Trichters gesammelt, nachdem die Ultraschallverbindungseinrichtung etwa 5 Minuten lang gelaufen war.
  • Beispiel 4
  • Eine Kleberzusammensetzung wurde dazu verwendet, zwei Substrate miteinander zu verbinden. Bei diesem Beispiel war eines der Substrate ein einschnürverbundenes Laminatsubstrat, wie voranstehend erwähnt. Das zweite Substrat war eine äußere Abdeckung, wie voranstehend beschrieben.
  • Ein Laminat wurde dadurch hergestellt, dass das NBL-Substrat an dem äußeren Abdeckmaterial wie voranstehend beschrieben mit einem Kleber verbunden wurde. Der Kleber wurde aufgebracht, und das NBL-Substrat und die äußere Abdeckung wurden zusammen so eingequetscht, dass die Spunbond-Schicht aus Polypropylen der äußeren Abdeckung in Berührung mit dem Kleber gelangte. Eine Version einer in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzung wurde so hergestellt, wie das beim voranstehenden Beispiel 1 erläutert wurde. Speziell wurde eine Mischung aus ataktischem und isotaktischem Polypropylen hergestellt und dazu verwendet, das bei diesem Beispiel beschriebene Laminat auszubilden (wobei das isotaktische Polypropylen in einer Menge von 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Mischung vorhanden war). Mit dem Kleber wurde eine Schlitzbeschichtung auf einem der Substrate mit 20 Gramm pro Quadratmeter durchgeführt, bevor das NBL-Substrat und die äußere Abdeckung zusammen eingequetscht wurden, wobei sich der Kleber zwischen den beiden Substraten befand. Die statische Abschälfestigkeit wurde wie voranstehend geschildert bestimmt (so dass also eine Masse von 500 Gramm an dem oberen Rand eines der Substrate angebracht wurde, und das Versuchsfeld in einem Ofen auf einer Temperatur von 100 Grad Fahrenheit aufgehängt wurde). Bei einem Substrat, das einen in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleber aufwies, überschritt die Zeit, nach welcher sich ein Substrat von dem anderen löste, 24 Stunden. Erneut trat ein Materialausfall auf, wobei sich das NBL-Substrat selbst delaminierte, jedoch kein Bindungsausfall.
  • Ein zweites Vergleichslaminat wurde wie voranstehend beschrieben hergestellt (es wurde also ein NBL-Substrat durch einen Kleber mit einem äußeren Abdecksubstrat verbunden, wobei jedes der Substrate das gleiche war wie jene, die zur Verwendung eines Laminats eingesetzt wurden, das einen in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleber enthält, wie in dem voranstehenden Absatz geschildert), mit Ausnahme der Tatsache, dass eine Ausführungsform einer in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzung ersetzt wurde durch RT2730, erhältlich von Huntsman Polymer Corp., wie voranstehend beschrieben. Mit dem Kleber wurde eine Schlitzbeschichtung auf eines der Substrate mit 20 Gramm pro Quadratmeter durchgeführt, bevor das NBL-Substrat und die äußere Abdeckung zusammen eingequetscht wurden, wobei sich der Kleber zwischen den beiden Substraten befand. Die statische Abschälfestigkeit wurde wie voranstehend geschildert bestimmt (so dass also eine Masse von 500 Gramm an dem oberen Rand eines der Substrate angebracht wurde, und das Versuchsfeld in einem Ofen auf einer Temperatur von 100 Grad Fahrenheit aufgehängt wurde). Die Zeit, bei welcher sich die Substrate voneinander lösten, betrug weniger als 1 Stunde. Die Art der Lösung war ein Kohäsionsausfall der Klebebindung.
  • Beispiel 5
  • Ein Laminat wurde unter Verwendung eines einschnürverbundenen Laminatsubstrats (also eines NBL-Substrats) und eines äußeren Abdeckmaterials (wie voranstehend beschrieben) hergestellt. Der Kleber wurde aufgebracht, und das NBL-Substrat und die äußere Abdeckung wurden zusammen so eingequetscht, dass die Spunbond-Schicht aus Polypropylen der äußeren Abdeckung in Berührung mit dem Kleber gelangte. Eine Version einer in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleberzusammensetzung wurde wie beim voranstehenden Beispiel 1 erläutert hergestellt. Speziell wird eine Mischung aus ataktischem und isotaktischem Polypropylen hergestellt, und dazu verwendet, das bei diesem Beispiel beschriebene Laminat herzustellen (wobei das isotaktische Polypropylen in einem Anteil von 15 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Mischung vorhanden war). Der Kleber wurde schmelzgeblasen auf eines der Substrate, entweder mit 10 Gramm pro Quadratmeter oder 20 Gramm pro Quadratmeter, wie nachstehend geschildert, bevor das NBL-Substrat und die äußere Abdeckung so zusammen eingequetscht wurden, dass sich der Kleber zwischen den beiden Substraten befand. Die statische Abschälfestigkeit wurde wie voranstehend geschildert bestimmt (es wurde also eine Masse von 500 Gramm an dem oberen Rand eines der Substrate angebracht, und das Versuchsfeld wurde in einem Ofen auf einer Temperatur von 100 Grad Fahrenheit aufgehängt). Bei einem Laminat, das einen in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendeten Kleber aufwies, überstieg die Zeit, bei welcher sich ein Substrat von dem anderen löste, 24 Stunden. Erneut trat ein Materialausfall auf, da das NBL-Substrat selbst delaminierte, jedoch kein Bindungsausfall. Der dynamische Abschälversuchswert für dasselbe Laminat, bestimmt unter Einsatz der voranstehend geschilderte Prozeduren, betrug etwa 870 Gramm pro Zoll. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Versuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats).
  • Ein zweites Laminat wurde auf dieselbe Art und Weise hergestellt, mit Ausnahme der Tatsache, dass der in der erfindungsgemäßen Laminatstruktur verwendete Kleber in einer zugefügten Menge von etwa 20 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht wurde. Der dynamische Abschälversuchswert bei diesem zweiten Laminat, hergestellt mit einer größeren, hinzugefügten Menge, wurde als etwa 1160 Gramm pro Zoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Versuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats).
  • Der dynamische Scherversuchswert wurde ebenfalls für jedes Laminat bestimmt. Bei einem zugefügten Niveau von 10 Gramm pro Quadratmeter betrug der dynamische Scherversuchswert etwa 2170 Gramm pro Quadratzoll. Bei einem zugefügten Niveau von 20 Gramm pro Quadratmeter betrug der dynamische Scherversuchswert etwa 2190 Gramm pro Quadratzoll. Die Art des Ausfalls bei beiden dieser dynamischen Scherversuche war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats).
  • Beispiel 6
  • Ein Laminat wurde hergestellt unter Verwendung eines einschnürverbundenen Laminatsubstrats (also eines NBL-Substrats) und eines streckgebundenen Laminats (”SBL”) als Substrat. Ein SBL ist üblicherweise ein Laminat, das aus einer länglichen, elastischen Bahn oder länglichen, elastomeren Strängen besteht, die zwischen zwei Spunbond-Schichten verbunden sind, zum Beispiel. Für zusätzliche Einzelheiten in Bezug darauf, wie SBLs hergestellt werden, vergleiche die Europäische Patentanmeldung Nr. EP 0 217 032 , veröffentlicht am 08. April 1987 im Namen von Taylor et al.
  • Der Kleber wurde aufgebracht, und das NBL-Substrat und das SBL-Substrat wurden zusammen so eingequetscht, dass sich der Kleber nunmehr zwischen den Substraten befand. Eine Version einer Kleberzusammensetzung wurde wie beim voranstehenden Beispiel 1 erläutert hergestellt, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Zusammensetzung so vorgenommen wurde, dass isotaktisches Polypropylen in einer Menge von 15 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes vorhanden war, also die Kleberzusammensetzung 15 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen enthielt. Der Kleber wurde schmelzgeblasen auf eines der Substrate, entweder mit 20 Gramm pro Quadratmeter oder 40 Gramm pro Quadratmeter, wie nachstehend erläutert, bevor das NBL-Substrat und das SBL-Substrat zusammen eingequetscht wurden, wobei sich der Kleber zwischen den beiden Substraten befand. Der dynamische Abschälversuchswert für dieses NBL/SBL-Laminat, welches 15 Gewichtsprozent isotaktisches Polypropylen und 85 Gewichtsprozent ataktisches Polypropylen in einer Mischung enthielt, die mit 20 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht wurde, wurde als 1220 Gramm pro Zoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Versuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats und des SBL-Substrats). Der dynamische Scherversuchswert für dieses NBL/SBL-Laminat, das eine Mischung aus 15 Gewichtsprozent isotaktischem Polypropylen und 85 Gewichtsprozent ataktischem Polypropylen aufwies, die mit 20 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht wurde, wurde als 2540 Gramm Quadratzoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Scherversuch war ein Materialausfall (also Delaminieren es NBL-Substrats).
  • Der dynamische Abschälversuchswert für dieses NBL/SBL-Laminat, das eine Mischung aus 15 Gewichtsprozent isotaktischem Polypropylen und 85 Gewichtsprozent ataktischem Polypropylen aufwies, die mit 40 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht wurde, wurde als 1580 Gramm pro Zoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Versuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats und des SBL-Substrats). Der dynamische Scherversuchswert für dieses NBL/SBL-Laminat, das eine Mischung aus 15 Gewichtsprozent isotaktischem Polypropylen und 85 Gewichtsprozent ataktischem Polypropylen aufwies, die mit 40 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht wurde, wurde als 2280 Gramm pro Quadratzoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Scherversuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats).
  • Ein anderes Laminat wurde auf dieselbe Art und Weise hergestellt, mit Ausnahme der Tatsache, dass der Kleber durch einen herkömmlichen Heißschmelzkleber ersetzt wurde, der unter der Bezeichnung H2800 von Bostik-Findley bezogen werden kann. Dieser Kleber wurde schmelzgeblasen in einer zugefügten Menge von 40 Gramm pro Quadratmeter. Der dynamische Abchälversuchswert für dieses NBL/SBL-Laminat, welches den H2800-Kleber aufwies, aufgebracht mit 40 Gramm pro Quadratmeter, wurde zu 1470 Gramm pro Zoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Versuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats und des SBL-Substrats). Der dynamische Scherversuchswert für dieses NBL/SBL-Laminat, welches den Kleber H2800 aufwies, aufgebracht mit 40 Gramm pro Quadratmeter, wurde zu 2800 Gramm pro Quadratzoll ermittelt. Die Art des Ausfalls bei diesem dynamischen Scherversuch war ein Materialausfall (also Delaminieren des NBL-Substrats).
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Einzelheiten der voranstehenden Ausführungsformen, die zum Zwecke der Erläuterung erfolgten, nicht so verstanden werden sollen, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken. Zwar wurden nur einige wenige, beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung voranstehend im einzelnen beschrieben, jedoch wissen Fachleute auf diesem Gebiet, dass zahlreiche Abänderungen bei den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne materiell von den neuen Lehren und Vorteilen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollen alle derartigen Modifikationen vom Umfang der vorliegenden Erfindung umschlossen sein, die in den folgenden Patentansprüchen angegeben ist. Weiterhin wird festgestellt, dass sich zahlreiche Ausführungsformen denken lassen, die nicht sämtliche Vorteile einiger Ausführungsformen erzielen, insbesondere der bevorzugten Ausführungsformen, wobei jedoch die Abwesenheit eines bestimmten Vorteils nicht so verstanden werden soll, dass dies notwendigerweise bedeutet, dass eine derartige Ausführungsform außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt.
  • FIGURENBESCHRIFTUNG:
  • Fig. 4A:
    • DISTURBANCE:
      Störung
      MANIPULATIVE VARIABLE:
      Stellgröße
      CONTROL VALVE:
      Steuerventil
      PROCESS:
      Prozess
      OUTPUT (CONTROLLED VARIABLE):
      Ausgabe (gesteuerte Variable)
      FEEDBACK CONTROLLER:
      Rückkopplungsregelung
      MEASUREMENT DEVICE:
      Meßgerät
      DESIRED OUTPUT (SET POINT):
      Gewünschte Ausgabe (Einstellpunkt)
      CONTROL SIGNAL:
      Steuersignal
  • Fig. 4B:
    • DISTURBANCE:
      Störung
      MEASUREMENT DEVICE:
      Meßgerät
      MANIPULATIVE VARIABLE:
      Stellgröße
      FEEDFORWARD CONTROLLER:
      Vorwärtskopplungsregelung
      PROCESS:
      Prozess
      OUTPUT:
      Ausgabe

Claims (12)

  1. Laminatstruktur, die zumindest einen Abschnitt einer ersten Schicht aufweist, der an zumindest einem Abschnitt einer zweiten Schicht angebracht ist, unter Verwendung einer Kleberzusammensetzung, umfassend zumindest 50 und weniger als 80 Gewichtsprozent eines ataktischen Polymers mit einem Kristallinitätsgrad von weniger als 20% und einem relativen mittleren Molekulargewicht zwischen 1000 und 300000; und zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent eines isotaktischen Polymers mit einem Kristallinitätsgrad von zumindest 40% und einem relativen mittleren Molekulargewicht zwischen 3000 und 200000, wobei die erste Schicht ein NBL-Substrat ist.
  2. Laminatstruktur nach Anspruch 1, wobei die Laminatstruktur eine statische Abschälausfallzeit von zumindest 1 Stunde aufweist.
  3. Laminatstruktur nach Anspruch 24, wobei die Laminatstruktur eine statische Abschälausfallzeit von zumindest 8 Stunden aufweist.
  4. Laminatstruktur nach Anspruch 1, wobei die Laminatstruktur eine statische Abschälausfallzeit von zumindest 24 Stunden aufweist.
  5. Laminatstruktur nach Anspruch 1, wobei die Laminatstruktur einen relativen Wachstumswert von weniger als 1 aufweist.
  6. Laminatstruktur nach Anspruch 1, wobei die Laminatstruktur einen relativen Wachstumswert von weniger als 0,5 aufweist.
  7. Laminatstruktur nach Anspruch 1, wobei die Laminatstruktur einen relativen Wachstumswert von weniger als 0,2 aufweist.
  8. Laminatstruktur nach Anspruch 1, bei welcher die erste und die zweite Schicht jeweils Teil eines einzigen Substrats sind.
  9. Laminatstruktur nach Anspruch 1, bei welcher sowohl die erste als auch die zweite Schicht aus der Gruppe ausgewählt ist, welche besteht aus: Nonwoven-Material, Woven-Material, Film, und ein elastisch ausgebildetes Bestandteil.
  10. Laminatstruktur nach Anspruch 1, bei welcher zumindest entweder die erste oder die zweite Schicht zumindest eines der Materialien aus der Gruppe aufweisen, die besteht aus Zellulosematerial, thermoplastischem Material, und Kombinationen hieraus.
  11. Saugfähiger Gegenstand, umfassend eine flüssigkeitsdurchlässige Deckschicht, eine flüssigkeitsundurchlässige Rückschicht, und eine Laminatstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Verwendung einer Laminatstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem saugfähigen Gegenstand.
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