DE60025608T2

DE60025608T2 - Perforierte gewebe mit dauerhafter hydrophiler eigenschaft

Info

Publication number: DE60025608T2
Application number: DE60025608T
Authority: DE
Inventors: Yann-Per Fairfield LEE; Joseph Hugh Cincinnati O'DONNELL; Julian Andrew Wyoming WNUK; Leon Todd Cincinnati MANSFIELD; Dean Gary LAVON; Fernando Maineville BENVEGNU
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: EP1198214B1; PE20010076A1; US6461716B1; CA2376149A1; ATE315922T1; WO2001000119A1; AU5609200A; EP1198214A1; JP2003503106A; MXPA01013370A; AR020574A1; DE60025608D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mit Öffnungen versehene Bahn, umfassend eine Polymerfolie mit dauerhafter Hydrophilie, die zum Gebrauch als eine Oberschicht in einem absorbierenden Artikel geeignet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Bereich absorbierender Einwegartikel ist seit langem bekannt, dass es äußerst erstrebenswert ist, absorbierende Vorrichtungen, wie Wegwerfwindeln, Damenbinden, Inkontinenzslips, Bandagen, Wundverbände und Ähnliches zu konzipieren, die dem Benutzer ein trockenes Oberflächengefühl bieten, um den Tragekomfort zu verbessern und um die potentielle Entwicklung unerwünschter Hautzustände aufgrund eines längeren Einwirkens von Feuchtigkeit, die im Artikel absorbiert wird, zu minimieren. Dementsprechend ist es im Allgemeinen erstrebenswert, eine schnelle Fluidübertragung in eine vom Träger abgewandte Richtung und in eine Retentionsstruktur zu fördern, während der Fluidübertragung in umgekehrter Richtung widerstanden wird.
Oberschichten zum Transport von Körperfluiden in absorbierende Schichten werden z. B. in GB 2,225,724 ; US 5,628,844 oder EP 861,646 offenbart.
Eine realisierbare Lösung des vorstehend genannten Problems, die dem Stand der Technik entspricht, liegt in der Verwendung einer Deck- oder Oberschicht auf der freiliegenden, mit dem Träger in Kontakt stehenden Schicht, welche eine Bahn einer geformten, mit Öffnungen versehenen Thermoplastfolie umfasst. Das allgemein übertragene US-Patent 4,342,314, erteilt an Radel et al. am 3. August 1982, offenbart eine typische geformte Folie dieser Art. Diese Bahnen nutzen den kapillaren Fluidtransport zum Weiterleiten von Fluid weg von einer Oberfläche (die in Kontakt mit dem Träger steht) in und durch die Bahn über dreidimensionale Kapillaren, die im Material geformt sind, und anschließend in die darunter liegende absorbierende Struktur. Um den Bedenken von Verbrauchern hinsichtlich des kunststoffähnlichen Erscheinungsbilds und Gefühls zu begegnen, wurden Bahnen dieser Art entwickelt, die eine untereinander verbundene Struktur mit faserähnlichem Erscheinungsbild enthalten, um ein stoffähnlicheres, ästhetisch ansprechenderes Erscheinungsbild zu erzeugen. Des Weiteren wurden mit Öffnungen versehene, geformte thermoplastische Folienbahnen entwickelt, die ferner eine mikroskopische Oberflächenstruktur (Mikrostruktur) und/oder mikroskopische Öffnungen (Mikroöffnungen) enthalten, um den optischen und taktilen Eindruck dieser Bahnen weiter zu verbessern. Typische Folienbahnen dieser Art werden in den allgemein übertragenen US-Patenten 4,463,045, erteilt an Ahr et al. am 31. Juli 1984, und in 4,629,643, erteilt am 16. Dezember 1986 an Curro et al., offenbart.
Eine weitere realisierbare Lösung, die dem Stand der Technik entspricht, liegt in der Verwendung eines Fasermaterials als eine Deck- oder Oberschicht auf solchen Artikeln, allein oder als ein Belag oder Laminat auf anderen Materialien. Eine typische Oberschichtstruktur dieser Art wird in Statutory Invention Registration H1670, veröffentlicht im Namen von Aziz et al. am 1. Juli 1997, offenbart. Solche Fasermaterialien können die Form einer Gewebe- oder Vliesbahn einer geeigneten Faserart aufweisen und können zusätzlich zur innewohnenden Porosität der Bahn an sich gesondert geformte Öffnungen enthalten, müssen aber nicht. Bahnen dieser Art weisen ferner Eigenschaften für den kapillaren Fluidtransport über die dreidimensionalen Kapillaren auf, die durch Zwischenräume zwischen den Fasern gebildet werden und ebenfalls Fluid von der mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberfläche weg und in die darunter liegende absorbierende Struktur leiten. Diese Bahnen weisen aufgrund der Fasernatur der Oberfläche ein ästhetisch ansprechendes, stoffähnliches Oberflächenerscheinungsbild und einen ästhetisch ansprechenden, stoffähnlichen taktilen Eindruck auf.
Eine weitere Lösung nach dem Stand der Technik zum Steigern der Geschwindigkeit der Fluidübertragung weg vom Träger liegt im Hinzufügen eines Tensids oder Benetzungsmittels zur Bahn, um die Benetzbarkeit zu steigern. Das Tensid kann entweder in die Bahn an sich eingegliedert werden (harzeingegliedertes Tensid (RIS)), gemäß US-Patent 4,535,020, erteilt im Namen von Thomas et al. am 13. August 1985, und dem oben erwähnten Statutory Invention Registration H1670, oder es kann alternativ auf die Oberfläche der Bahn durch Aufsprühen, Aufdrucken oder andere geeignete Verfahren, wie im US-Patent 4,950,264, erteilt an Osborn am 21. August 1990, offenbart, aufgetragen werden.
Im Fachgebiet werden ebenfalls Ablagerungen eines Materials mit niedriger Oberflächenenergie auf eine Oberfläche einer mit Öffnungen versehenen Bahn mit einer darunter liegenden Polymerstruktur, welche eine höhere Oberflächenenergie aufweist, verwendet, um einen Oberflächenenergiegradienten bereitzustellen. Wie hier beschrieben erleichtert solch ein Oberflächenenergiegradient die Bewegung von Feuchtigkeit von der Oberseite der Oberfläche der Bahn zur unteren Oberfläche. Ein Beispiel dieses Verfahrens wird im allgemein übertragenen Patent Seriennr. 08/826,508, eingereicht im Namen von Ouelette et al. am 11. April 1997, offenbart. Ein beispielhaftes Überzugsmaterial ist ein hydrophobes Silikonharz. Während solche Ablagerungen mit geringer Oberflächenenergie erstrebenswerte Eigenschaften im Umgang mit Fluiden bieten, sind sie jedoch verhältnismäßig teuer und erfordern zusätzliche Verfahrensschritte.
Während Kapillarbahnen der vorstehend genannten Arten beim Transportieren von Fluid wirksam sind, ist seine Wirksamkeit dahingehend begrenzt, dass solche Kapillarstrukturen nur dann Fluid transportieren können, nachdem diese das Kapillareninnere erreicht hat. Fluid, das die mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberflächen benetzt und darauf verbleibt, trägt zu einem „nassen" taktilen Gefühl oder Eindruck bei, und in dem Maße, in dem das Fluid farbig oder trüb ist, führt dies ferner zu einem „fleckigen" optischen Eindruck. Oberflächenstrukturen, die auf natürliche Weise im Material der Bahn vorkommen oder diesem bei der Bildung verliehen wurden, erhöhen die Wahrscheinlichkeit weiter, dass Restfluid auf der mit dem Träger in Kontakt kommenden Oberfläche eingeschlossen oder einbehalten wird, statt in Kapillarstrukturen einzudringen, um von der Oberfläche weg transportiert zu werden. Daher können Oberflächentopographien, die zu erwünschten optischen und taktilen Eindrücken im trockenen Zustand beitragen, auch dazu neigen, Restfluid auf der freiliegenden Oberfläche einzubehalten und dadurch unter Gebrauchsbedingungen weniger erwünscht zu sein.
Ein weiteres Problem, das mit Kapillarbahnen gemäß dem Stand der Technik assoziiert wird, ist deren Fluidretention, wenn sie gebrauchsbedingten Drücken ausgesetzt werden. Die Oberschichtbahnen gemäß dem Stand der Technik verhindern nicht, dass etwas von der Fluid, das von der Oberfläche weg transportiert wurde, wieder durch die Oberschicht auf die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche zurück gelangt. Wie bei Fluid, das auf der mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberfläche verbleibt, trägt auch Fluid, das durch die Oberschicht auf die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche zurück gelangt, zu einem „nassen" Gefühl oder Eindruck und zu einem „fleckigen" optischen Eindruck bei.
Des Weiteren weist der RIS-Ansatz diverse Nachteile auf. Erstens kann das Tensid wandern, das heißt, es kann von der Oberschicht weg diffundieren, wodurch die Benetzbarkeit der Oberschicht reduziert werden kann und möglicherweise andere Komponenten des absorbierenden Artikels kontaminiert werden können. Zweitens kann das Tensid während des Formvorgangs verloren gehen, was möglicherweise zur Schaumbildung des zum Formen verwendeten Wassersystems führen kann. Drittens wird das Tensid auf der Oberfläche der Oberschicht normalerweise während des Gebrauchs aufgrund der Auswaschung und Wanderung des Tensids abgereichert. Letztlich sind Tenside, die gemeinhin in absorbierenden Artikeln verwendet werden, oft komplexe Moleküle und Mischungen komplexer Moleküle. Dies führt zu Tensid mit variierender Wanderung, und daher erfährt die Oberschicht eine sich mit der Zeit ändernde Tensidzusammensetzung. Die vorstehend genannten Nachteile können dazu führen, dass die Bahn eine Benetzbarkeit mit geringer Beständigkeit aufweist.
Folglich wäre es wünschenswert, eine Bahn mit verbesserter Wirksamkeit beim Transport von Fluid weg von einer Oberfläche, die anfänglich mit einem Fluid in Kontakt kommt, bereitzustellen. Es wäre auch wünschenswert, eine Bahn bereitzustellen, die besser verhindert, dass absorbiertes Fluid vom Absorptionskern des Artikels zurück austritt und auf die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche gelangt. Des Weiteren wäre es wünschenswert, eine Oberschicht mit dauerhafter Benetzbarkeit bereitzustellen, d. h., mit dauerhafter Hydrophilie, während die Komplexität des RIS-Verfahrens vermieden wird. Es wäre ebenfalls wünschenswert, einen Oberflächenenergiegradienten zu erzielen, während die Verwendung hydrophober Beschichtungen oder Tensidbehandlungen vermieden würde.
Genauer wäre es wünschenswert, ansprechende optische und taktile Eigenschaften von Bahnen mit einer faserigen oder anderweitig strukturierten Oberfläche beizubehalten, während ein schnellerer und umfassenderer Fluidtransport weg von der mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberfläche und in das Innere eines damit verbundenen absorbierenden Artikels gefördert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Öffnungen aufweisende polymere Folienbahn, die zum Gebrauch als Oberschicht auf einem absorbierenden Einwegartikel geeignet ist. Erfindungsgemäß wird im beiliegenden Anspruch 1 eine Offnungen aufweisende Folienbahn bereitgestellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Während die Beschreibung mit Ansprüchen schließt, welche die vorliegende Erfindung besonders herausstellen und deutlich beanspruchen, wird angenommen, dass die vorliegende Erfindung durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden wird, bei denen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen und bei denen:
1 eine Querschnittansicht ist, die eine Polymerfolie darstellt.
2 eine Querschnittansicht ist, die eine Polymerfolie darstellt.
3 eine Querschnittansicht ist, die eine Polymerfolie darstellt.
4 ein stark vergrößerter, vereinfachter schematischer Querschnitt einer makroskopisch ausgedehnten, mit mikroskopischen Öffnungen versehenen, dreidimensionalen erfindungsgemäßen Oberschicht ist.
5 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, die eine erfindungsgemäße Anordnung von Mikroöffnungen und Makroöffnungen darstellt.
6 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, die eine andere erfindungsgemäße Anordnung von Mikroöffnungen und Makroöffnungen darstellt.
7 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, die eine andere erfindungsgemäße Anordnung von Mikroöffnungen und Makroöffnungen darstellt.
8 eine vergrößerte Querschnittansicht ist, die eine erfindungsgemäße Anordnung von Mikroöffnungen darstellt.
9 ein stark vergrößerter, vereinfachter schematischer Querschnitt einer makroskopisch ausgedehnten, dreidimensionalen erfindungsgemäßen Oberschicht ist.
10 eine vergrößerte Querschnittansicht eines Fluidtröpfchens auf einer festen Oberfläche mit zwei unterschiedlichen Oberflächenenergien ist, wodurch zwei unterschiedliche Wasserkontaktwinkel A(a) und A(b) aufgewiesen werden.
11 eine Draufsicht einer Damenbinde ist, wobei Teile der Damenbinde weggeschnitten sind, um den Aufbau der Damenbinde klarer aufzuzeigen.
12 eine Querschnittansicht der Damenbinde von 11 ist, die entlang der Schnittlinie 12-12 vorgenommen wurde.
13 eine vergrößerte, teilweise segmentierte, perspektivische Darstellung eines typischen absorbierenden Artikels in Form einer hergestellten Windel ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Definitionen
Wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „hydrophil" Oberflächen, die durch wässrige Fluide (z. B. wässrige Körperfluide), die darauf abgelagert werden, benetzbar sind. Hydrophilie und Benetzbarkeit werden in der Regel anhand des Wasserkontaktwinkels und der Oberflächenspannung der Fluide und festen Oberflächen, die beteiligt sind, definiert. Dies wird ausführlich in der Veröffentlichung der American Chemical Society mit dem Titel Contact Angle, Wettability and Adhesion, herausgegeben von Robert F. Gould (Copyright 1964), erörtert. Eine Oberfläche gilt als durch ein Fluid benetzt (hydrophil), wenn das Fluid dazu neigt, sich spontan über die Oberfläche zu verteilen, statt einzelne Tröpfchen zu bilden. Dagegen wird eine Oberfläche als „hydrophob" betrachtet, wenn das Fluid dazu neigt, einzelne Tröpfchen zu bilden, und sich nicht spontan über die Oberfläche verteilt. Wie hier verwendet, weist eine „hydrophile Folie oder Schicht" im Allgemeinen einen Wasserkontaktwinkel von unter etwa 50 Grad auf. Wie hier verwendet, weist eine „hydrophobe Folie oder Schicht" im Allgemeinen einen Wasserkontaktwinkel von über etwa 50 Grad auf.
Der Wasserkontaktwinkel hängt von Oberflächenungleichmäßigkeiten ab (z. B. chemischen und physikalischen Eigenschaften, wie Rauheit), von Kontamination, chemischer/physikalischer Behandlung der festen Oberfläche oder der Zusammensetzung der festen Oberfläche sowie von der Kontamination des Wassers. Die Oberflächenenergie des Feststoffes beeinflusst ebenfalls den Wasserkontaktwinkel. Verringert sich die Oberflächenenergie des Feststoffes, steigt der Wasserkontaktwinkel an. Steigt die Oberflächenenergie des Feststoffes, sinkt der Wasserkontaktwinkel.
Die zum Trennen eines Fluids von einer festen Oberfläche (z. B. einer Folie oder einer Faser) erforderliche Energie wird durch folgende Gleichung (1) ausgedrückt: W = G(1 + cos A) (1)wobei:

W: die in Erg/cm² gemessene Adhäsionsarbeit ist,
G: die in Dyn/cm gemessene Oberflächenspannung des Fluids ist und
A: der in Grad gemessene Wasserkontaktwinkel zwischen Fluid und Feststoff ist.

Bei einem gegebenen Fluid steigt die Adhäsionsarbeit mit dem Cosinus des Wasserkontaktwinkels zwischen Fluid und Feststoff an (wobei der Höchstwert dann erreicht wird, wenn der Wasserkontaktwinkel A gleich Null ist).
Die Adhäsionsarbeit ist ein nützliches Instrument beim Verstehen und Bemessen der Oberflächenenergieeigenschaften einer gegebenen Oberfläche. Ein weiteres nützliches Verfahren, das zum Beschreiben der Oberflächenenergieeigenschaften einer gegebenen Oberfläche verwendet werden könnte, ist der als „kritische Oberflächenspannung" bezeichnete Parameter, wie in H. W. Fox, E. F. Hare und W. A. Zisman, J. Colloid Sci. 8, 194 (1953) und in Zisman, W. A., Advan. Chem., Seriennr. 43, Kapitel 1, American Chemical Society (1964), erörtert.
Nachfolgend wird in Tabelle 1 die Umkehrbeziehung zwischen Wasserkontaktwinkel und Adhäsionsarbeit für ein bestimmtes Fluid (z. B. Wasser) beschrieben, deren Oberflächenspannung 0,75 mN/cm (75 Dyn/cm) beträgt.
TABELLE 1
Wie in Tabelle 1 dargestellt, steigt der Kontaktwinkel für Wasser an der Oberfläche an, wenn die Adhäsionsarbeit abnimmt (d. h. die Oberfläche eine geringere kritische Oberflächenspannung aufweist), und demzufolge neigt das Fluid dazu, zu „perlen" und einen kleineren Oberflächenkontaktbereich aufzuweisen. Umgekehrt gilt, dass der Kontaktwinkel sinkt, während die Adhäsionsarbeit zunimmt.
Wie hier verwendet, soll der Ausdruck „Fluiddurchgangsstelle" eingeschlossene oder zumindest teilweise eingeschlossene Strukturen oder Kanäle umfassen, die Fluide austauschen können. Der Ausdruck „Fluiddurchgangsstelle" soll daher die Ausdrücke „Öffnung", „Kanal", „Kapillare" sowie andere ähnliche Ausdrücke umfassen.
Wie hier verwendet, soll der Ausdruck „Gradient", wenn er sich auf Unterschiede bei der Oberflächenenergie oder Adhäsionsarbeit bezieht, eine Veränderung der Oberflächenenergie oder Adhäsionsarbeit bezeichnen, die über eine messbare Entfernung auftritt. Der Ausdruck „Diskontinuität" soll sich auf eine Art von „Gradienten" oder Übergang beziehen, bei der die Veränderung der Oberflächenenergie über eine Entfernung von praktisch Null auftritt. Folglich trifft für alle hier verwendeten „Diskontinuitäten" die Definition „Gradient" zu.
Ferner werden wie hier verwendet die Ausdrücke „Kapillare" und „Kapillarwirkung" verwendet, um Durchgänge, Öffnungen, Poren oder Zwischenräume innerhalb einer Struktur zu bezeichnen, die Fluid gemäß den Prinzipien der Kapillarwirkung transportieren können, die im Allgemeinen durch die Laplace-Gleichung (2) dargestellt wird: Δp = 2G (cos A)/R (2)wobei:

p: der Kapillardruck ist;
R: der Innenradius der Kapillare (Kapillarradius) ist; und
G: und A wie vorstehend definiert sind.

Wie in Penetration of Fabrics von Emery I. Valko in Kapitel III von Chem. Aftertreat. Text. (1971), S. 83–113 angemerkt, beträgt für A = 90 ° der Cosinus von A gleich Null, und es liegt kein Kapillardruck vor. Für A > 90 ° ist der Cosinus von A negativ, und der Kapillardruck behindert den Eintritt von Fluid in die Kapillare. Für A < 90 ° ist der Cosinus von A positiv, und der Kapillardruck ermöglicht den Eintritt von Fluid in die Kapillare. Außerdem muss R ausreichend klein sein, damit p einen sinnvollen Wert aufweist, da mit steigendem R (größere Öffnungs/Kapillarstruktur) der Kapillardruck abnimmt.
Wie hier verwendet, bezeichnet der Ausdruck „inkompatibel" den Mangel an Mischbarkeit zwischen zwei Materialien, so dass jede Phase im Wesentlichen ihre Ausgangseigenschaften beibehält. Beispieleigenschaften schließen die Glasumwandlungstemperatur oder den Schmelzpunkt ein. Eine weitere und praktischere Charakterisierung inkompatibler Materialien liegt darin, dass die Festigkeit der Grenzfläche erheblich geringer ist als die Festigkeit der schwächsten einzelnen Phase (Material). Daher ist die Adhäsionsarbeit zwischen den beiden Ma terialien viel geringer als die niedrigste kohäsive Energie eines der beiden Materialien, und das Risiko einer Delaminierung ist hoch.
Der Ausdruck „Oberschicht" bezieht sich im Allgemeinen auf die Deckschicht in einem absorbierenden Artikel wie einer Windel oder einer Menstruationseinlage, die dem Träger des absorbierenden Artikels zugewandt ist. Der Ausdruck „mit dem Träger in Kontakt stehende Schicht oder Oberfläche", wie hier verwendet, bezieht sich auf die Oberfläche einer Oberschicht oder einer anderen Komponente eines absorbierenden Artikels, die sich am nächsten am Träger des Artikels befindet. Der Ausdruck „der Kleidung zugewandte Schicht oder Oberfläche" bezieht sich auf eine Oberschicht oder eine andere Komponente eines absorbierenden Artikels, die vom Träger abgewandt ist, wenn die Komponente in einem absorbierenden Artikel verwendet wird.
Der Ausdruck „Z-Dimension" bezieht sich auf die Dimension, die senkrecht zur Länge und Breite der Schicht, der Struktur oder des Artikels ist. Die Z-Dimension entspricht üblicherweise der Dicke der Schicht, der Struktur oder des Artikels.
Die Ausdrücke „faserähnlich" oder „stoffähnlich," wie hier zum Beschreiben des Erscheinungsbilds von Kunststoffpolymerfolien verwendet, beziehen sich im Allgemeinen auf sämtliche feinen Muster von Prägungen oder Öffnungen, unwillkürlich oder willkürlich, netzförmig oder nicht netzförmig, die bei Betrachtung durch das menschliche Auge in einer Entfernung von 30 cm (12 Zoll) ein Gesamterscheinungsbild und einen Gesamteindruck einer faserigen polymeren Gewebe- oder Vliesstruktur verleihen können. Beim Beschreiben der zum Formen der Polymerfolie verwendeten Elemente wird hier der Ausdruck „faserähnlich" verwendet, um das Erscheinungsbild oder die Form der Elemente zu beschreiben.
Wie hier verwendet, bezieht sich der zum Beschreiben dreidimensionaler Kunststoffbahnen, -bänder und -folien verwendete Ausdruck „makroskopisch ausgedehnt" auf Bahnen, Bänder und Folien, die der Oberfläche einer dreidimensionalen Formstruktur angepasst wurden, so dass beide Oberflächen davon das dreidimensionale Muster der Formstruktur aufweisen, wobei das Muster für das normale menschliche Auge leicht sichtbar ist, wenn der senkrechte Abstand zwischen dem Auge des Betrachters und der Ebene der Bahn etwa 30 cm (12 Zoll) beträgt.
Im Allgemeinen bezieht sich der Ausdruck „makroskopisch", wie hier verwendet, auf Strukturmerkmale oder -elemente, die für das normale menschliche Auge leicht sichtbar sind, wenn der senkrechte Abstand zwischen dem Auge des Betrachters und der Ebene der Bahn etwa 30 cm (12 Zoll) beträgt. Umgekehrt bezieht sich der Ausdruck „mikroskopisch" auf Strukturmerkmale oder -elemente, die für das normale menschliche Auge nicht leicht sichtbar sind, wenn der senkrechte Abstand zwischen dem Auge des Betrachters und der Ebene der Bahn etwa 30 cm (12 Zoll) beträgt.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „absorbierender Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und einbehalten, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche am oder nahe am Körper des Trägers angeordnet sind, um die verschiedenen, vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und zurückzuhalten. Der Ausdruck „Einweg-" wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, welche nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wiederhergestellt oder als absorbierende Artikel wiederverwendet zu werden (d. sie sind dazu gedacht, nach einer einmaligen Benutzung weggeworfen zu werden und vorzugsweise verwertet, kompostiert oder in anderer Weise in einer umweltverträglichen Art entsorgt zu werden). Ein „einheitlicher" absorbierender Artikel bezieht sich auf absorbierende Artikel, die aus separaten Teilen gebildet sind, die miteinander verbunden werden, um eine aufeinander abgestimmte Einheit zu bilden, so dass sie keine separaten Handhabungselemente, wie einen separaten Halter und eine separate Einlage, benötigen.
Die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung
1 ist eine Querschnittansicht einer mehrschichtigen Polymerfolie, generell als 5 dargestellt. Die dreischichtige Polymerfolie umfasst eine erste Schicht 10, eine zweite Schicht 15 und eine Zwischenschicht 20. Vorzugsweise ist eine der ersten und der zweiten Schicht eine hydrophobe Schicht, während die andere Schicht eine hydrophile Schicht, die ein Blockcopolymer aus einem Polyether und einem anderen Polymer umfasst, ist. In diesem Fall ist die Zwischenschicht 20 vorzugsweise eine Verbindungsschicht, die das Verbinden der inkompatiblen hydrophoben und hydrophilen Schichten miteinander erleichtert. Solche Verbindungsschichten werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die erste und die zweite Schicht können auch beide hydrophil sein. Wenn die erste und die zweite Schichten inkompatible Materialien umfassen, dann ist die Zwischenschicht vorzugsweise eine Verbindungsschicht.
2 ist eine Querschnittansicht einer Polymerfolie, generell als 25 dargestellt. Diese fünfschichtige Polymerfolie umfasst eine erste Schicht 30, eine zweite Schicht 35, eine dritte Schicht 40, eine vierte Schicht 45 und eine fünfte Schicht 50. Eine der ersten und der fünften Schicht ist hydrophob, während die andere Schicht eine hydrophile Schicht, die ein Blockcopolymer aus einem Polyether und einem anderen Polymer umfasst, ist. Alternativ können, wie bei der dreischichtigen Folie, die erste und die fünfte Schicht beide hydrophil sein.
Folienstrukturen mit drei oder mehr Schichten werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung aus mehrere Gründen bevorzugt, darunter: 1) solche Strukturen bieten eine Hydrophilie bei minimaler Verwendung der hier beschriebenen, verhältnismäßig teuren hydrophilen Blockcopolymere; 2) solche Strukturen können nichtoptimale Folienformungs- und -umwandlungseigenschaften einer hydrophilen Schicht kompensieren; und 3) solche Strukturen können nichtoptimale mechanische Eigenschaften einer hydrophilen Schicht kompensieren. Während mehrschichtige Strukturen be vorzugt werden, liegen Folienstrukturen, die zwei Schichten umfassen, auch im Umfang der vorliegenden Erfindung. Beispielhafte Strukturen dieser Art werden nachstehend beschrieben.
3 ist eine Querschnittansicht einer Polymerfolie, generell als 53 dargestellt. Die Folie 53 ist eine Doppelschichtfolie, die die erste Schicht 54 und die zweite Schicht 56 umfasst. Eine der ersten und der zweiten Schicht kann hydrophil sein, während die andere hydrophob ist. Alternativ können die erste und die zweite Schicht auch beide hydrophil sein. Diese alternative Struktur kann besonders nützliche Eigenschaften aufweisen, da durch sachgerechte Auswahl der Schichtzusammensetzung hydrophile Schichten mit unterschiedlichen Hydrophiliegraden hergestellt werden können. Solch eine Doppelschichtfolie kann anschließend mit Öffnungen versehen werden, und die Anlegeflächen davon können mit mikroskopischen Anlagerungen eines Materials niedriger Oberflächenenergie, wie nachstehend beschrieben, versehen werden, um ein Oberschichtmaterial bereitzustellen, das erwünschte Eigenschaften im Umgang mit Fluiden aufweist.
Die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung kann jede beliebige Anzahl an Schichten aufweisen, solange eine Verbindungsschicht zwischen benachbarten Schichten, die inkompatible Materialien umfassen, vorhanden ist. Des Weiteren kann oder können die Zwischenschicht oder die Zwischenschichten jedes beliebige Polymermaterialumfassen, solange eine Verbindungsschicht zwischen benachbarten inkompatiblen Schichten vorhanden ist. Es kann beim Formen der Polymerfolien der vorliegenden Erfindung jede beliebige Anzahl an Zwischenschichten verwendet werden, solange eine der Außenschichten eine hydrophile Schicht, die ein Blockcopolymer aus einem Polyether und einem anderen Polymer umfasst, ist. Je nach der bevorzugten Struktur kann die andere Außenschicht entweder ein hydrophiles Blockcopolymer oder ein hydrophobes Polymer, wie vorstehend beschrieben, sein.
Wie nachstehend beschrieben wird, ist ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Oberschicht, die die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung umfasst. Das für die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung und somit der davon geformten Oberschicht ausgewählte Material ist vorzugsweise bearbeitbar und kann zu einer Folie geformt werden. Da die Oberschicht in Endprodukten verwendet werden soll, die in Kontakt mit dem menschlichen Körper kommen, ist das verwendete Material in der Polymerfolie, die zum Formen der Oberschicht genutzt wird, bei Hautkontakt oder anderem Kontakt durch den Menschen sicher und vorzugsweise weich.
Im Allgemeinen umfasst die hydrophile Schicht der vorliegenden Erfindung ein Polymer, ausgewählt aus einer Klasse von Verbindungen, die im Allgemeinen als Blockcopolymere beschrieben werden. Die Blöcke bestehen aus hydrophoben Segmenten und hydrophilen Segmenten. Im Allgemeinen werden die hydrophoben Blöcke als „hart" bezeichnet, weil die Glasumwandlungstemperatur normalerweise oberhalb der Raumtemperatur liegt. Im Gegensatz hierzu werden die hydrophilen Blöcke als „weich" bezeichnet, weil die Glasumwandlungstemperatur normalerweise unterhalb der Raumtemperatur liegt. Geeignete harte Blöcke schließen 1) Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat) und Poly(butylenterephthalat); 2) Polyamide, wie Nylon 6 und Nylon 66; 3) Polyurethane ein. Geeignete weiche Blöcke umfassen Polyether, wie Poly(butylenglycol), Poly(ethylenglycol), Poly(ethylenglycolcopropylenglycol). Vorzugsweise umfasst die hydrophile Schicht ein segmentiertes Blockcopolymer der vorstehend aufgeführten harten und weichen Blöcke.
Beispielhafte hydrophile Copolyetherester umfassen ein hydrophiles Elastomer oder eine Mischung aus zwei oder mehr hydrophilen Copolyetheresterelastomeren mit mehreren wiederholt auftretenden langkettigen Estereinheiten und kurzkettigen Estereinheiten, die durch Esterbindungen miteinander verbunden sind, wobei die langkettigen Estereinheiten durch folgende Formel dargestellt werden
und die kurzkettigen Estereinheiten durch folgende Formel dargestellt werden:
wobei G ein zweiwertiger Rest ist, der nach Wegfall der Hydroxy-Endgruppen von einem Poly(alkylenoxid)glycol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 400–4000 übrig bleibt; R ein zweiwertiger Rest ist, der nach Wegfall von Carboxylgruppen von einer Dicarbonsäure mit einem Molekulargewicht von unter 300 übrig bleibt; und D ein zweiwertiger Rest ist, der nach Wegfall von Hydroxygruppen von einem Diol mit einem Molekulargewicht von unter etwa 250 übrig bleibt.
Typische langkettige Glycole, die zum Herstellen der Copolyetherester verwendet werden, die das hydrophile Material bilden, umfassen Poly(ethylenoxid)glycol, Poly(1,2- und 1,3-propylenoxid)glycol, Poly(tetramethylenoxid)glycol, ethylenoxidverkapptes Polypropylenoxidglycol, Mischungen aus Poly(ethylenoxid)glycol mit anderen Glycolen, wie ethylenoxidverkappten Poly(propylenoxid)glycolen und/oder Poly(tetramethylenoxid)glycol und ihren statistischen oder Blockcopolymeren, mit der Maßgabe, dass das daraus resultierende Copolyetherester eine Menge an Ethylenoxidgruppen von mindestens etwa 25 Gewichtsprozent aufweist. Vorzugsweise beträgt die Menge an Ethylenoxidgruppen, die in das Copolyetherester oder die Mischung von zwei oder mehr Copolyetherestern durch das Poly(alkylenoxid) glycol eingebracht wird, von etwa 25–75 und mehr bevorzugt von etwa 40 bis 68 Gewichtsprozent auf Grundlage des Gesamtgewichts des Copolyetheresters oder der Mischung von zwei oder mehr Copolyetherestern. Die Ethylenoxidgruppen im Copolyetherester, die gezählt werden, um die Menge im Polymer zu ermitteln, sind diejenigen, die vom Poly(alkylenoxid)glycol abgeleitet werden und nicht Ethylenoxidgruppen, die mittels niedermolekularen Diols in das Copolyetherester eingeführt werden können.
Beispiele solcher Verbindungen sind im US-Patent 4,725,481, erteilt an Ostapchenko am 16. Februar 1988, zu finden. Solche Verbindungen sind Blockcopolymere aus einem Polyester und einem Polyether und werden durch DuPont aus Wilmington, DE unter der Handelsbezeichnung Hytrel^® vertrieben. Ein bevorzugtes Polyetherester dieser Art Verbindung ist ein Copolymer aus einem Polyalkylenterephthalat (einem Polyesterderivatpolymer) mit folgender Struktur:
wobei x gleich 2 oder 4 ist,
und einem langkettigen Polyetherglycol mit folgender Struktur:
wobei z zwischen etwa 8 und etwa 80 beträgt. Hytrel^® ist in zahlreichen Formulierungen unterschiedlicher Hydrophilie erhältlich. Bevorzugt für die vorliegende Erfindung werden Formulierungen, die unter den Namen Hytrel^® HTR 8171 oder Hytrel^® HTR 8206 verkauft werden. Besonders bevorzugt wird eine Mischung aus gleichen Teilen Hytrel^® HTR 8171 oder Hytrel^® HTR 8206.
Ein weiteres Beispiel eines geeigneten Blockcopolymers zum Gebrauch als das hydrophile Material ist eine Gruppe von Verbindungen, die im Allgemeinen Blockcopolymere aus einem Polyether und einem Polyamid umfassen. Jedes der Polyetheramidcopolymere weist Polyethersegmente und Polyamidsegmente auf. Exemplarische Polyether sind Polyetherdiole, einschließlich Polyethylenglycol, Polypropylenglycol, Polytetramethylenglycol, Mischungen aus mindestens zweien solcher Polyetherdiole, und ihre Copolymere. Exemplarische Copolyetherdiole schließen statistische Copolymere und/oder Blockcopolymere von Ethylenglycol und/oder 1,2- oder 1,3-Propylenglycol ein. Das Molekulargewicht dieser Polyether reicht von etwa 250 bis 10 000 und vorzugsweise von 400 bis 4 000. Das Polyetheramid enthält vorzugsweise zwischen 40 Gew.-% und 80 Gew.-% Polyether und mehr bevorzugt zwischen 50 Gew.-% und 70 Gew.-%. Diese Segmente können hergestellt werden, indem ein Dicarboxylpolyamid mit einem Polyoxyalkylenglycol bei ausreichend erhöhter Temperatur und unter ausreichend hohem Unterdruck in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators umgesetzt wird. Polymere dieser Art werden ausführlicher in den US-Patenten 4,331,786, 4,839,441, 4,839,441, 4,273,898, 5,166,309 und 5,213,891 erörtert. Solche Materialien sind im Handel von Elf Atochem North America, Inc. aus Philadelphia, PA unter der Handelsbezeichnung Pebax^® erhältlich.
Noch ein weiteres Beispiel eines geeigneten Blockcopolymers zum Gebrauch als das hydrophile Material ist eine Gruppe von Verbindungen, die im Allgemeinen Blockcopolymere von einem Polyether und einem Polyurethan umfassen, wie sie von BF Goodrich High Performance Materials aus Cleveland, OH unter der Handelsbezeichnung Estane^® erhältlich sind.
Während die chemische Zusammensetzung des Blockcopolymers eines Polyethers und eines anderen Polymers variieren kann, ist das Hauptmaß der Polymerakzeptabilität der Wasserkontaktwinkel. Die hydrophile Blockcopolymerschicht der Polymerfolie der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Wasserkontaktwinkel von unter etwa 50 Grad, mehr bevorzugt von unter etwa 40 Grad und am meisten bevorzugt von unter etwa 30 Grad auf.
Es wird bevorzugt, dass die hydrophobe Schicht ein weiches Harz mit einem Modul von unter 1.000 MPa, vorzugsweise unter 700 MPa umfasst. Geeignete Testmethoden zum Messen des Moduls eines Polymers schließen ASTM D882 oder D632 ein. Viele Harze können diesem Kriterium entsprechen, indem Copolymere, Taktizität bei Homopolymeren, Mischungen mit weicheren Materialien oder Zusatzstoffe wie Weichmacher verwendet werden. Die hydrophobe Schicht besteht typischerweise aus einem Polyolefinharz, wie Polyethylen. Ein bevorzugtes Polyethylen ist von Tredegar Film Products aus Richmond, VA unter dem Code X-8318 erhältlich. Andere Polyolefinharze, wie Polypropylen, Ethylenvinylacetat und Ethylenmethylacrylat, können verwendet werden. Andere Thermoplastharze, wie Polyester, Polyamide und Polyvinylchlorid, können verwendet werden, wenn: (1) der Wasserkontaktwinkel des Harzes im Bereich hier aufgeführter akzeptabler Werte liegt, (2) geeignete Verbindungsschichtmaterialien existieren und (3) die Harze thermoplastisch verarbeitet werden können, um die mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung zu bilden. Zum Beispiel kann ein aliphatischer Polyester als die hydrophobe Schicht verwendet werden. Folien aus diesen Materialien können leicht zu geformten Folien verarbeitet werden. Solche Harze weisen im Allgemeinen den zusätzlichen Vorteil auf, bei Verwendung mit hydrophilen Harzen wie den vorstehend beschriebenen Polyetheresterharzen keine Verbindungsschicht zu erfordern. In bestimmten Ausführungsformen sind aliphatische Polyester ebenfalls biologisch abbaubar und bieten zusätzlichen Nutzen. Ein weiteres Beispiel eines geeigneten polyesterartigen Harzes, das für die hydrophobe Schicht der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist ein hydrophobes Blockcopolymer eines Polyesters und eines Polyethers; es liefert einen Wasserkontaktwinkel, der etwa 60° beträgt, und ist von DuPont as Hytrel^® HTR 5556 erhältlich.
Die hydrophobe Schicht der Polymerfolie der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Wasserkontaktwinkel auf, der größer als etwa 50 Grad, mehr bevorzugt größer als etwa 80 Grad ist.
Wenn inkompatible polymere Schichten in einer mehrschichtigen Polymerfolienstruktur aneinander angrenzen sollen, wird vorzugsweise eine Verbindungsschicht zwischen ihnen positioniert. Der Zweck der Verbindungsschicht liegt darin, einen Übergangsbereich und eine adäquate Adhäsion zwischen inkompatiblen Materialien zu liefern. Typischerweise wird zwischen Schichten thermoplastischer Harze, die bei Dehnung, Verzerrung oder Verformung eine Delaminierung aufweisen, eine Haftmittel- oder Verbindungsschicht verwendet. Die Delaminierung kann entweder eine mikroskopische Trennung oder eine makroskopische Trennung sein. In beiden Fällen kann die Leistung der Folie beeinträchtigt werden. Folglich sollte eine Verbindungsschicht, die eine adäquate Adhäsion zwischen den Schichten aufweist, verwendet werden.
Eine Verbindungsschicht wäre generell zwischen inkompatiblen Materialien nützlich, z. B. wenn ein Copoly(ester-ether) nicht an ein anderes Copoly(ester-ether) angrenzt. Wenn zum Beispiel ein Polyolefin und ein Copoly(ester-ether) die angrenzenden Schichten sind, wäre eine Verbindungsschicht generell nützlich.
Die Verbindungsschicht wird entsprechend der Art der angrenzenden Materialien gewählt. Sie besitzt eine Hauptkette, die mit einem Material (z. B. nichtpolare und hydrophobe Schicht) kompatibel und vorzugsweise identisch ist, und eine re aktionsfähige Gruppe, die mit dem zweiten Material (z. B. polare und hydrophile Schicht) kompatibel ist oder damit interagiert.
Zu geeigneten Hauptketten für die Verbindungsschicht gehören Polyethylen (PE niedriger Dichte – LDPE, lineares PE niedriger Dichte – LLDPE, PE hoher Dichte – HDPE, und PE sehr niedriger Dichte – VLDPE) und Polypropylen.
Die reaktionsfähige Gruppe kann ein Propfmonomer sein, das auf diese Hauptkette aufgepropft ist, und ist oder enthält mindestens eine alpha- oder beta-ethylenische ungesättigte Carbonsäure oder -anhydride oder ein Derivat davon. Beispiele solcher Carbonsäuren und -anhydride, die Mono-, Di-, oder Polycarbonsäuren sein können, sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Krotonsäure, Itaconsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid und substitutiertes Maleinsäureanhydrid, z. B. Dimethylmaleinsäureanhydrid. Beispiele für Derivate der ungesättigten Säuren sind Salze, Amide, Imide und Ester, z. B. Mono- und Dinatriummaleat, Acrylamid, Maleimid und Diethylfumarat.
Eine besonders bevorzugte Verbindungsschicht ist ein niedermolekulares Polymer aus Ethylen mit etwa 0,1 bis etwa 30 Gewichtsprozent von einem oder mehreren ungesättigten Monomeren, die mit Ethylen copolymerisiert werden können, z. B. Maleinsäure, Fumarsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylacetat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Butadien, Kohlenmonoxid etc. Bevorzugt werden Acrylester, Maleinsäureanhydrid, Vinylacetat und Methyacrylsäure. Anhydride sind als Propfmonomere besonders bevorzugt, wobei Maleinsäureanhydrid am meisten bevorzugt wird.
Eine beispielhafte Klasse von Materialien, die zum Gebrauch als eine Verbindungsschicht geeignet sind, ist eine Klasse von Materialien, die als anhydridmodifiziertes Ethylenvinylacetat bekannt sind, vertrieben durch DuPont unter der Handelsbezeichnung Bynel^®. Eine bevorzugte anhydridmodifizierte Ethylenvinylacetatformulierung wird durch DuPont unter der Handelsbezeichnung Bynel^® 3860 vertrieben. Ein wei teres Material, das zum Gebrauch als eine Verbindungsschicht geeignet ist, ist ein anhydridmodifiziertes Ethylenmethylacrylat, das ebenfalls durch DuPont unter der Handelsbezeichnung Bynel^® vertrieben wird. Ein bevorzugtes anhydridmodifiziertes Ethylenmethylacrylat wird durch DuPont unter der Handelsbezeichnung Bynel^® 2169 vertrieben. Maleinsäureanhydrid-Propfpolyolefinpolymere, die zum Gebrauch als Verbindungsschichten geeignet sind, sind ebenfalls von Elf Atochem North America, Functional Polymers Division, aus Philadelphia, PA als Orevac^TM erhältlich.
Alternativ kann ein Polymer, das zum Gebrauch als ein Verbindungsschichtmaterial geeignet ist, in die Zusammensetzung einer oder mehrerer Schichten der Polymerfolie der vorliegenden Erfindung eingegliedert werden. Durch eine solche Eingliederung werden die Eigenschaften der verschiedenen Schichten modifiziert, um ihre Kompatibilität zu verbessern und das Risiko einer Delaminierung zu verringern.
In der mehrschichtigen Polymerfolie der vorliegenden Erfindung können andere Zwischenschichten außer den Verbindungsschichten verwendet werden. Zum Beispiel könnte eine Schicht eines Polyolefinharzes zwischen zwei Außenschichten eines hydrophilen Harzes wie den vorstehend erörterten verwendet werden, um der extrudierten Bahn zusätzliche mechanische Festigkeit zu verleihen. Jede beliebige Anzahl an Zwischenschichten kann verwendet werden. Beispiele geeigneter thermoplastischer Materialien zum Gebrauch beim Formen von Zwischenschichten schließen Polyethylenharze wie Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacrylat (EMA), Polypropylen und Poly(vinylchlorid) ein. Bevorzugte Polymerschichten dieser Art weisen mechanische Eigenschaften auf, die im Wesentlichen den vorstehend für die hydrophobe Schicht beschriebenen entsprechen.
Die zum Bilden der Polymerfolien der vorliegenden Erfindung verwendeten Polymere können andere Bestandteile, wie Füllstoffe, Pigmente und Ähnliches, enthalten, wie in der Technik bekannt ist. Die einzige Einschränkung bei der Verwendung solcher anderen Bestandteile ist die, dass die Wasserkontaktwinkel der Polymerschichten in den für die hydrophilen bzw. hydrophoben Schichten ausgeführten Bereichen liegen müssen.
Für mehrschichtige Strukturen beträgt das Gewicht einer einzelnen hydrophilen Schicht zweckmäßig unter etwa 30 % des Gewichts der gesamten Folie. Vorzugsweise beträgt das Gewicht der hydrophilen Schicht zweckmäßig unter etwa 15 % des Gewichts der gesamten Folie. Am meisten bevorzugt beträgt die hydrophile Schicht zwischen etwa 5 % und 10 % des Gewichts der gesamten Folie. Wenn eine Zwischenschicht verwendet wird, beträgt das Gewicht der Zwischenschicht vorzugsweise unter 30 % des Gewichts der gesamten Folie.
Es wird bevorzugt, dass die Dicke des gesamten Bahn unter 0,051 mm (2 mil) beträgt. Vorzugsweise beträgt die Dicke zwischen etwa 0,012 mm (0,5 mil) und etwa 0,051 mm (2,0 mil). Mehr bevorzugt beträgt die Dicke zwischen etwa 0,012 mm (0,5 mil) und etwa 0,038 mm (1,5 mil). Eine besonders bevorzugte Folie weist eine Dicke von etwa 0,025 mm (1 mil) auf.
Herstellungsverfahren
Die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung kann mit herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Mehrschichtfolien auf herkömmlichen Coextrusionsanlagen zur Folienherstellung verarbeitet werden. Im Allgemeinen können Polymere entweder durch Gießfolienextrusion oder Blasfolienextrusion zu Folien schmelzverarbeitet werden, wobei beide Verfahren in Plastics Extrusion Technology, 2. Ausg., von Allan A. Griff (Van Nostrand Reinhold 1976) beschrieben werden. Gießfolie wird durch eine lineare Schlitzdüse extrudiert. Im Allgemeinen wird die flache Bahn auf einer großen, rotierenden, polierten Metallwalze (Kühlwalze) gekühlt. Sie kühlt rasch ab, löst sich von der ersten Walze, läuft über eine oder mehrere Zusatzwalzen, anschließend durch eine Gruppe gummibeschichteter Abzug- oder Folienabzugwalzen und schließlich auf eine Wickelvorrichtung.
Bei der Blasfolienextrusion wird die Schmelze aufwärts durch eine schmale, ringförmige Düsenöffnung extrudiert. Dieses Verfahren wird auch als „Schlauchfolienextrusion" bezeichnet. Durch die Mitte der Düse wird Luft eingeblasen, um den Schlauch aufzublähen und auszuweiten. Daher wird eine bewegliche Blase geformt, die durch gleichzeitige Steuerung von Innenluftdruck, Extrusionsgeschwindigkeit und Abziehgeschwindigkeit bei einer konstanten Größe gehalten wird. Der Folienschlauch wird durch Luft gekühlt, die durch einen oder mehrere den Schlauch umgebende Kühlringe geblasen wird. Anschließend wird der Schlauch zusammengefaltet, indem er durch ein Paar Zugwalzen in einen flachen Rahmen und in eine Wickelvorrichtung gezogen wird.
Ein Coextrusionsverfahren erfordert mehr als einen Extruder und entweder eine Coextrusions-Beschickungsanlage oder ein Mehrfachverteiler-Düsensystem oder eine Kombination der beiden, um die Mehrschichtfolienstruktur zu erzielen. Die US-Patente 4,152,387 und 4,197,069, die am 1. Mai 1979 bzw. am 8. April 1980 beide an Cloeren erteilt wurden, offenbaren das Beschickungsanlagenprinzip und das Mehrfachverteiler-Düsenprinzip der Coextrusion. Mehrere Extruder sind an die Beschickungsanlage angeschlossen, die bewegliche Flussteiler einsetzen kann, um die Geometrie jedes einzelnen Fließkanals direkt proportional zum Volumen des durch die Fließkanäle fließenden Polymers zu verändern. Die Fließkanäle sind so konstruiert, dass an ihrem Konfluenzpunkt die Materialien mit derselben Geschwindigkeit und demselben Druck zusammenfließen, so dass Spannungen zwischen den Grenzflächen und Flussinstabilitäten minimiert werden. Sobald die Materialien in der Beschickungsanlage zusammengeführt sind, fließen sie als Verbundstruktur in eine einzelne Verteilerdüse. Weitere Beispiele für Beschickungsanlagen- und Düsensysteme werden in Extrusion Dies for Plastics and Rubber, W. Michaeli, Hanser, New York, 2. Ausg., 1992, offenbart. Bei solchen Verfahren kann es wichtig sein, dass die Schmelzviskositäten, die normalen Spannungsunterschiede und die Schmelztemperaturen des Materials nicht zu stark voneinander abweichen. Andernfalls können Schichtverkapselung oder Flussinstabilitäten dazu führen, dass durch die Düse eine schlechte Steuerung der Schichtdickenverteilung und Fehler durch unebene Grenzflächen (z. B. Fischauge) in der mehrschichtigen Folie hervorgerufen werden.
Eine Alternative zur Beschickungsanlagen-Coextrusion ist eine Mehrfachverteiler- oder Flügelraddüse, wie sie in den vorher erwähnten US-Patenten 4,152,387 und 4,197,069 sowie im US-Patent 4,533,308, das am 6. August 1985 an Cloeren erteilt wurde, beschrieben ist. Während beim Beschickungsanlagensystem Schmelzenströme außerhalb des Düsenkörpers und vor Eintritt in den Düsenkörper zusammengeführt werden, verfügt bei einer Mehrfachverteiler- oder Flügelraddüse jeder Schmelzstrom über einen eigenen Verteiler in der Düse, wo sich die Polymere unabhängig in ihren entsprechenden Verteilern ausbreiten. Die Schmelzströme werden in der Nähe des Düsenausgangs zusammengeführt, wobei jeder Schmelzstrom die volle Düsenbreite aufweist. Bewegliche Flügelräder ermöglichen das Einstellen des Ausgangs jedes Fließkanals direkt proportional zum Volumen des durch ihn hindurch fließenden Materials, wodurch die Schmelzen mit derselben Geschwindigkeit, demselben Druck und der gewünschten Breite zusammenfließen können.
Da die Schmelzflusseigenschaften und Schmelztemperaturen von Polymeren stark variieren, hat der Einsatz einer Flügelraddüse mehrere Vorteile. Die Düse bietet sich aufgrund ihrer thermischen Isolationseigenschaften an, wobei Polymere mit sehr unterschiedlichen Schmelztemperaturen, zum Beispiel von bis zu 80 °C (175 °F), zusammen verarbeitet werden können.
Jeder Verteiler in einer Flügelraddüse kann für ein spezifisches Polymer konstruiert und auf dieses zugeschnitten werden. Daher wird der Fluss jedes Polymers ausschließlich durch die Konstruktion seines Verteilers beeinflusst und nicht durch Kräfte, die andere Polymere ausüben. Dies ermöglicht das Coextrudieren von Materialien mit sehr unterschiedlichen Schmelzviskositäten zu Mehrschichtfolien. Außerdem bietet die Flügelraddüse ebenfalls die Möglichkeit, die Breite der einzelnen Verteiler anzupassen, so dass eine innere Schicht vollständig von der äußeren Schicht umgeben werden kann, ohne dass Ränder frei liegen. Die vorstehend erwähnten Patente offenbaren ebenfalls den kombinierten Einsatz von Beschickungsanlagensystemen und Flügelraddüsen zum Erzielen komplexerer Mehrschichtstrukturen.
Ein Fachmann wird erkennen, dass die Größe eines zum Herstellen der Folien der vorliegenden Erfindung verwendeten Extruders von der erwünschten Herstellungsgeschwindigkeit abhängt und dass verschiedene Größen von Extrudern verwendet werden können. Geeignete Beispiele schließen Extruder ein, die einen Durchmesser von 2,5 cm (1 Zoll) bis 3,7 cm (1,5 Zoll) mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von 24 oder 30 aufweisen. Falls es durch größere Produktionsanforderungen erforderlich sein sollte, kann der Extruderdurchmesser auch größer sein. Zum Beispiel können Extruder mit einem Durchmesser zwischen etwa 6,4 cm (2,5 Zoll) und etwa 10 cm (4 Zoll) zum Herstellen der Folien der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es kann eine Universalschnecke verwendet werden. Eine geeignete Beschickungsanlage ist ein Block mit fester Platte und mit einzelner Temperaturzone. Die Verteilerplatte ist so konzipiert, dass sie spezifische Schichtdicken liefert. Zum Beispiel liefert die Platte für eine dreischichtige Folie Schichten in einer Dickenanordnung von 80/10/10, eine geeignete Düse ist eine Flachdüse mit einzelner Temperaturzone und mit „Flex-Lip"-Düsenspaltanpassung. Der Düsenspalt wird normalerweise auf unter 0,5 mm (0,020 Zoll) eingestellt, und jedes Segment wird so angepasst, dass auf der gesamten Bahn eine einheitliche Dicke produziert wird. Es können Düsen jeder beliebigen Größe entsprechend der Produktionsanforderungen verwendet werden, jedoch wurden Düsen von 25–35 cm (10–14 Zoll) als geeignet befunden. Die Kühlwalze wird normalerweise wassergekühlt. Im Allgemeinen wird Randverstiftung verwendet, und unter Umständen kann ein Luftrakel eingesetzt werden.
Bei einigen coextrudierten Folien kann es erforderlich sein, ein klebriges hydrophiles Material auf die Kühlwalze aufzubringen. Wird das klebrige Material auf die Kühlwalze gegeben, kann Abziehpapier zwischen die Düse und die Kühlwalze gegeben werden, um den Kontakt des klebrigen Materials mit den Walzen zu minimieren. Jedoch wird bei einer bevorzugten Anordnung das klebrige Material auf die Seite aufgebracht, die von der Kühlwalze abgewandt ist. Durch diese Anordnung wird im Allgemeinen vermieden, dass Material auf der Kühlwalze kleben bleibt. Eine zusätzliche Reinigungswalze, die oberhalb der Kühlwalze angebracht wird, kann ebenfalls das Entfernen des klebrigen Materials unterstützen und kann ferner für zusätzliche Verweilzeit auf der Kühlwalze sorgen, um das Abkühlen der Folie zu unterstützen.
Gelegentlich kann klebriges Material an nachgeschalteten Walzen haften bleiben. Dieses Problem kann entweder durch das Aufbringen einer Muffe mit einer geringen Oberflächenenergie (z. B. Teflon^®) auf die betroffenen Walzen, durch das Umwickeln von Teflonband auf die betroffenen Walzen oder durch Zuführen von Abziehpapier vorn auf die betroffenen Walzen minimiert werden. Schließlich kann, falls sich das klebrige Material auf der gewickelten Walze möglicherweise selbst blockiert, Abziehpapier direkt vor dem Aufwickeln hinzugegeben werden. Dies ist ein Standardverfahren, um zu verhindern, dass die Folie während der Lagerung auf aufgewickelten Walzen blockiert. Verarbeitungshilfsmittel, Trennmittel oder Kontaminanten sollten minimiert werden. In einigen Fällen können diese Zusatzstoffe an die Oberfläche ausblühen und die Oberflächenenergie der hydrophilen Oberfläche verringern (den Kontaktwinkel erhöhen).
Ein alternatives Verfahren zum Herstellen der mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung liegt im Extrudieren einer Bahn, die ein Material umfasst, das für eine der einzelnen Schichten geeignet ist. Eventuell in der Technik bekannte Extrusionverfahren zum Bilden flacher Folien sind geeignet. Solche Bahnen können anschließend laminiert werden, um eine mehrschichtige Folie zu bilden, mit der unter Verwendung der nachstehen erörterten Verfahren eine fluiddurchlässige Bahn gebildet werden kann. Wie zu erkennen ist, kann ein geeignetes Material, wie ein Heißschmelzkleber, zum Zusammenfügen der Bahnen verwendet werden, um die mehrschichtige Folie zu bilden. Ein bevorzugtes Haftmittel ist ein selbstklebender Heißschmelzkleber, wie ein Heißschmelzkleber aus linearem Styrolisoprenstyrol („SIS"), es wird jedoch erwartet, dass andere Haftmittel, wie Polyester von pulverförmigen Polyamidhaftmitteln, Heißschmelzkleber mit einem Verträglichmacher wie Polyester, Polyamid oder Polyurethane mit geringem Restmonomergehalt, andere Heißschmelzkleber oder andere selbstklebende Haftmittel zum Herstellen der Mehrschichtfolien der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Bei einem anderen alternativen Verfahren zum Herstellen der mehrschichtigen Polymerfolien der vorliegenden Erfindung kann eine Basis- oder Trägerbahn separat extrudiert werden, und eine oder mehrere Schichten können darauf mithilfe eines Extrusionsbeschichtungsverfahrens extrudiert werden, um eine erfindungsgemäße mehrschichtige Polymerfolie zu bilden. Vorzugsweise läuft die Trägerbahn unter eines Extrusionsdüse mit einer Geschwindigkeit durch, die mit der Extrudergeschwindigkeit abgestimmt wird, um eine sehr dünne Folie mit einer Dicke von unter etwa 25 Mikrometern zu bilden. Das geschmolzene Polymer und die Trägerbahn werden in innigen Kontakt miteinander gebracht, während sich das geschmolzene Polymer abkühlt und mit der Trägerbahn verbindet. Wie vorstehend angemerkt, kann eine Verbindungsschicht das Verbinden der Schichten verbessern. Der Kontakt und die Bindung werden normalerweise ebenfalls dadurch verbessert, dass die Schichten durch einen Walzenspalt, der zwischen zwei Walzen gebildet wird, hindurch laufen. Die Bindung kann weiter verstärkt werden, indem die Oberfläche der Trägerbahn, die mit der Folie in Kontakt kommen soll, einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt wird, wie der Coronabehandlung, die dem Stand der Technik entspricht und in Modern Plastics Encyclopedia Handbook, S. 236 (1994), beschrieben wird.
Die fluiddurchlässige Bahn der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist eine fluiddurchlässige Bahn, die zum Gebrauch als eine Oberschicht in einem absorbierenden Artikel geeignet ist. Wie nachstehend beschrieben ist, wird die fluiddurchlässige Bahn der vorliegenden Erfindung vorzugsweise durch das makroskopische Ausdehnen einer Polymerfolie der vorliegenden Erfindung gebildet. Die fluiddurchlässige Bahn der vorliegenden Erfindung enthält mehrere Makroöffnungen, Mikroöffnungen oder beides. Makroöffnungen und/oder Mikroöffnungen verleihen der fluiddurchlässigen Bahn ein vom Verbraucher stärker bevorzugtes faserähnliches oder stoffähnliches Erscheinungsbild als bei Bahnen, denen Öffnungen durch Verfahren wie Prägen oder Perforation verliehen werden (z. B. durch Verwendung einer Walze mit mehreren Nadeln), wie sie in der Technik bekannt sind (ein Fachmann wird erkennen, dass solche Verfahren zum Bilden von Öffnungen in einer Polymerfolie ebenfalls zum Bilden von Öffnungen in den Folien der vorliegenden Erfindung nützlich sind). Obgleich die fluiddurchlässige Bahn der vorliegenden Erfindung hier als eine Oberschicht zum Gebrauch in einem absorbierenden Artikel beschrieben wird, würde ein normaler Fachmann erkennen, dass die fluiddurchlässige Bahn der vorliegenden Erfindung anderweitig verwendet werden könnte, wie für Bandagen, landwirtschaftlichen Abdeckungen und ähnliche Verwendungen, bei denen es erwünscht ist, den Fluidfluss durch eine Oberfläche zu steuern.
Die Makro- und Mikroöffnungen werden vorzugsweise durch das Aufbringen eines Hochdruck-Fluidstrahls, der Wasser oder Ähnliches umfasst, auf eine Oberfläche der mehrschichtigen Polymerfolie gebildet, vorzugsweise während ein Vakuum angrenzend an die gegenüberliegende Oberfläche der mehrschichtigen Polymerfolie angelegt wird. Im Allgemeinen wird die mehrschichtige Polymerfolie an einer Oberfläche einer Formstruktur, die einander entgegengesetzte Oberflächen aufweist, gestützt. Die Formstruktur weist mehrere Öffnungen durch sie hindurch auf, die die einander entgegengesetzten Oberflächen in Fluid-Verbindung miteinander bringen. Während die Formstuktur stationär oder beweglich sein kann, verwendet eine bevorzugte Ausführungsform die Formstruktur als Teil eines kontinuierlichen Verfahrens, bei dem die mehrschichtige Polymerfolie eine Laufrichtung aufweist und die Formstruktur die mehrschichtige Polymerfolie in Laufrichtung transportiert und gleichzeitig die Folie stützt. Der Fluidstrahl und vorzugsweise das Vakuum ergeben zusammen eine Fluiddruckdifferenz über die Foliendicke hinweg, wodurch die Folie mit der Formstruktur konform gemacht wird und in Bereichen reißt, die den Öffnungen in der Formstruktur entsprechen.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen läuft die mehrschichtige Polymerfolie nacheinander über zwei Formstrukturen. Die erste Formstruktur ist mit mehreren feinen Öffnungen ausgestattet, die, wenn sie der oben erwähnten Fluiddruckdifferenz ausgesetzt werden, die Bildung von Mikroöffnungen in der Bahnfolie hervorrufen. Die zweite Formstruktur weist einen makroskopischen, dreidimensionalen Querschnitt auf, der durch mehrere Öffnungen des makroskopischen Querschnitts bestimmt wird. Wird die Folie einer zweiten Fluiddruckdifferenz ausgesetzt, entspricht die Folie im Wesentlichen der zweiten Formstruktur, während die Integrität der feinen Öffnungen im Wesentlichen beibehalten wird.
Solche Verfahren zum Verleihen von Öffnungen sind als „Hydroformen" bekannt und werden ausführlicher in den allgemein übertragenen US-Patenten 4,609,518, erteilt an Curro et al. am 2. September 1986; 4,629,643, erteilt an Curro et al. am 16. Dezember 1986; 4,637,819, erteilt an Ouellette, et al. am 20. Januar 1987; 4,681,793, erteilt an Linman, et al. am 21. Juli 1987; 4,695,422, erteilt an Curro, et al. am 22. September 1987; 4,778,644, erteilt an Curro et al. am 18. Oktober 1988; 4,839,216, erteilt an Curro et al. am 13. Juni 1989; und 4,846,821, erteilt an Lyons et al. am 11. Juli 1989, beschrieben.
Die mit Öffnungen versehene Bahn der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls durch Verfahren wie Vakuumformen und mithilfe von mechanischen Verfahren wie Stanzen hergestellt werden. Das Vakuumformen wird im US-Patent 4,463,045, erteilt an Ahr et al. am 31. Juli 1984, offenbart. Beispiele mechanischer Verfahren werden in den US-Patenten 4,798,604, 4,780,352 und 3,566,726 offenbart, deren Offenbarungen hier durch Bezugnahme eingegliedert sind.
4 ist eine vergrößerte, teilweise segmentierte, perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Oberschicht 51, wobei die Oberschicht sowohl Makroöffnungen 60 als auch Mikroöffnungen 70 umfasst. Aus Gründen der Klarheit werden die Mikroöffnungen 70 nicht auf der gesamten Oberfläche der Oberschicht dargestellt, obgleich sich die Mikroöffnungen normalerweise über die gesamte Oberschicht erstrecken würden.
Werden sowohl Mikroöffnungen als auch Makroöffnungen verwendet, können diverse unterschiedliche Anordnungen an Makro- und Mikroöffnungen verwendet werden. Eine bevorzugte Anordnung der Öffnungen ist in 5 dargestellt und wird als negative Struktur bezeichnet, da sich die Seiten 55 der Makroöffnungen 60 in eine Richtung erstrecken, die von der mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberfläche 65 der Oberschicht weg weist. Die Kombination aus Makro- und Mikroöffnungen wird mithilfe eines Zweiphasen-Hydroformverfahrens gebildet. Im ersten Schritt werden die Mikroöffnungen 70 in der Polymerfolie gebildet, indem die Polymerfolie einem Hochdruck-Wasserstrahl ausgesetzt wird, während die Polymerfolie durch ein Metallsieb mit Öffnungen, deren Größe der erwünschten Größe der Öffnungen, die in der Polymerfolie gebildet werden sollen, entsprechen, gestützt wird. Im zweiten Schritt wird die Polymerfolie, die die Mikroöffnungen enthält, erneut dem Hydroformverfahren ausgesetzt, um die Makroöffnungen zu bilden. Die Makroöffnungen können geformt werden, indem die Polymerfolie in die gleiche oder in die entgegengesetzte Richtung wie die der Mikroöffnungen perforiert wird. In der in 5 gezeigten negativen Struktur wurden die Makroöffnungen in eine den Mikroöffnungen entgegengesetzte Richtung gebildet.
6 stellt eine weitere Struktur dar, die zum Gebrauch in der Oberschicht der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Diese Struktur wird als eine positive Struktur bezeichnet. Wie bei der negativen Struktur umfasst die positive Struktur eine Kombination aus Makroöffnungen 680 und Mikroöffnungen 690, die durch Hydroformen gebildet wurden. Die positive Struktur weicht dahingehend von der negativen Struktur ab, dass die Seiten 675 der Makroöffnungen 680 nach außen und abgewandt von der mit dem Träger in Kontakt stehenden oder ersten Oberfläche 679 und in Richtung des Trägers verlaufen. 6 stellt eine positive Bahnstruktur 600 dar, bei der die Makroöffnungen 680 in die entgegengesetzte Richtung wie die Mikroöffnungen 690 gebildet wurden. 7 ist eine positive Bahnstruktur 700, bei der die Makroöffnungen 780 in die gleiche Richtung wie die Mikroöffnungen 790 gebildet wurden. Werden in der Oberschicht der vorliegenden Erfindung nur Makroöffnungen oder Mikroöffnungen gebildet, können sie entweder positiv oder negativ ausgerichtet sein. Es ist jedoch wichtig, dass die Öffnungen so geformt werden, dass sich die hydrophile Schicht auf der Innenoberfläche der Öffnungen befindet, um die Fluidaufnahme sicherzustellen.
Die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls entweder mit Mikroöffnungen oder Makroöffnungen versehen sein. 8 stellt eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Bahnstruktur 800 dar, bei der nur Mikroöffnungen 870 geformt wurden. 9 stellt eine erfindungsgemäße Bahnstruktur 900 dar, bei der nur Makroöffnungen 960 geformt wurden (ein Fachmann wird erkennen, dass solche Makroöffnungen zusätzlich zum oben erörterten Hydroformen auch mithilfe anderer Verfahren geformt werden können (z. B. Vakuumformen)).
Die Größe der Makroöffnungen kann variieren. Vorzugsweise weisen die Makroöffnungen eine kegelförmige Form auf, wobei die Kegelbasis, die sich proximal zur Außenoberfläche der Schicht befindet, einen Durchmesser von etwa 2 Millimetern aufweist und die Kegelspitze, die sich distal zur Außenoberfläche der Schicht befindet, einen Durchmesser von etwa 1 Millimeter aufweist. Des Weite ren wird bevorzugt, dass die Oberschicht 24 Makroöffnungen pro Quadratzentimeter aufweist. Die Größe der Mikroöffnungen kann ebenfalls variieren, es wird jedoch bevorzugt, dass die Mikroöffnungen mithilfe eines Siebes der Maschenweite 100 geformt werden.
Die Leistungseigenschaften der Oberschicht der vorliegenden Erfindung können je nach Ausrichtung der hydrophilen Blockcopolymerschicht und der hydrophoben Schicht in der Polymerfolie, aus der die Oberschicht gebildet wird, verändert werden. Wie vorstehend beschrieben, kann die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung jede beliebige Anzahl an Schichten umfassen. Die Oberschicht kann so geformt sein, dass die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche eine hydrophobe Schicht ist und die in Richtung Bekleidung weisende Oberfläche hydrophil ist (als „phob/phil" bekannt), oder so, dass die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche hydrophil ist und die in Richtung Bekleidung weisende Oberfläche hydrophob ist (als „phil/phob" bekannt). Des Weiteren können erfindungsgemäß durch Variieren von sowohl der Ausrichtung der hydrophilen und hydrophoben Schichten als auch der Struktur der Öffnungen (d. h. negativ oder positiv) viele unterschiedliche Oberschichtstrukturen mit unterschiedlichen vorteilhaften Eigenschaften gebildet werden.
Die bevorzugte Ausrichtung der Oberschicht, die in 5 dargestellt wird, ist eine, bei der die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche oder erste Oberfläche 65 hydrophob ist, die entgegengesetzte, in Richtung Bekleidung weisende Oberfläche oder zweite Oberfläche 62 hydrophil ist und die Struktur der Öffnungen negativ ist. Wird die Polymerfolie der vorliegenden Erfindung mit Offnungen versehen, um eine Oberschicht mit einer negativen Struktur zu bilden (wie in 5 dargestellt), sind die Innenoberflächen 72 der Mikroöffnungen überwiegend hydrophile Schichten, und die Anlegebereiche 77 zwischen den Mikroöffnungen auf der mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberfläche 65 sind hydrophob. Wie nachstehend beschrieben, erzeugt diese Anordnung einen Oberflächenenergiegradienten zwi schen den Anlegebereichen 77 und dem Inneren der Mikroöffnungen. Dieser Gradient hilft dabei, ein Fluidtröpfchen von den Anlegebereichen in die Mikroöffnungen 70 und somit weg von der mit dem Träger in Kontakt stehenden Oberfläche 65 und in Richtung Absorptionskern des absorbierenden Artikels zu transportieren. Natürlich sind auch andere Kombinationen von Schichten und Konfigurationen der Öffnungen möglich, und solche Kombinationen sind Teil der vorliegenden Erfindung.
Immer dann, wenn die mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche und die in Richtung Bekleidung weisende Oberfläche der Oberschicht der vorliegenden Erfindung Materialien mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften umfassen (z. B. wenn eine der Schichten hydrophob ist und die andere hydrophil ist), entsteht ein Oberflächenenergiegradient. Es wurde herausgefunden, dass Oberflächenenergiegradienten den Fluidtransport unterstützen. 10 stellt ein Fluidtröpfchen 90 dar, das sich auf einer festen Oberfläche mit zwei Bereichen 95 und 100 mit unterschiedlichen Oberflächenenergien (zu Illustrationszwecken durch die unterschiedliche Kreuzschraffur dargestellt) befindet. In der in 6 dargestellten Situation weist Bereich 95 eine verhältnismäßig niedrigere Oberflächenenergie als Bereich 100 und dadurch eine verringerte Benetzbarkeit hinsichtlich des Fluids des Tröpfchens als Bereich 100 auf. Demgemäß erzeugt das Tröpfchen 90 einen Wasserkontaktwinkel A(b) am Rand des Bereichs 95, der mit dem Tröpfchen in Kontakt kommt, der größer ist als der Wasserkontaktwinkel A(a), der am Rand des Bereichs 100, der in Kontakt mit dem Tröpfchen kommt, entsteht. Es sollte beachtet werden, dass, obgleich sich aus Gründen der graphischen Klarheit die Punkte „a" und „b" in einer Ebene befinden, der Abstand „dx" zwischen den Punkten „a" und „b" nicht linear zu sein braucht, sondern den Umfang des Tröpfchen-/Oberflächen-Kontaktbereichs unabhängig von der Form der Oberfläche darstellt. Das Tröpfchen 90 erfährt daher ein Ungleichgewicht an Oberflächenenergie und somit eine Außenkraft aufgrund der Unterschiede in den relativen Oberflächenenergien (d. h. einen Oberflächenenergiegradienten) zwi schen den Bereichen 95 und 100, die durch folgende Gleichung (3) dargestellt werden kann: dF = G [cos A(a) – cos A(b)] dx (3)wobei

dF: die auf das Fluidtröpfchen einwirkende Nettokraft ist,
dx: der Abstand zwischen den Bezugspunkten „a" und „b" ist,
G: wie vorstehend definiert ist und
A(a) und A(b): die Wasserkontaktwinkel A der jeweilige Punkte „a" und „b" sind.

Das Auflösen der Gleichung (1) für cos A(a) und cos A(b) und das Einsetzen in Gleichung (3) führt zu Gleichung (4): dF = G [(W(a)/G – 1) – (W(b)/G – 1)] dx (4)
Die Gleichung (4) kann zu Gleichung (5) vereinfacht werden: dF = (W(a) – W(b)) dx (5)
Die Wichtigkeit der Oberflächenenergiedifferenz zwischen den beiden Oberflächen wird in Gleichung (5) klar dargestellt, ebenso wie die direkt proportionale Wirkung, die Änderungen der Höhe der Differenz der Adhäsionsarbeit auf die Höhe der Kraft hätten.
Ausführlichere Erörterungen der physikalischen Natur von Oberflächenenergiewirkungen und Kapillarität sind in Textile Science and Technology, Band 7, Ab sorbency, herausgegeben von Portnoy K. Chatterjee (1985), und in Capillarity, Theory and Practice, Ind. Eng. Chem. 61,10 (1969) von A. M. Schwartz, zu finden.
Demgemäß tendiert die Kraft, die auf ein Tröpfchen einwirkt, dazu, eine Bewegung in Richtung des Bereichs höherer Oberflächenenergie zu verursachen. Aus Gründen der Einfachheit und grafischen Klarheit wird der Oberflächenenergiegradient durch eine einzelne, starke Diskontinuität oder Grenze zwischen klar abgegrenzten Bereichen mit konstanter, jedoch voneinander abweichender Oberflächenenergie, wie in 10 dargestellt, geliefert. Oberflächenenergiegradienten können auch als kontinuierlicher Gradient oder als schrittweiser Gradient vorhanden sein, wobei die Kraft, die auf ein bestimmtes Tröpfchen (oder Teile eines solchen Tröpfchens) einwirkt durch die Oberflächenenergie eines jeden bestimmten Bereichs mit Tröpfchenkontakt bestimmt wird.
Indem eine Polymerfolie mit einem Oberflächenenergiegradienten durch Strukturen geformt wird, die eine verhältnismäßig niedrige Oberflächenenergie angrenzend an den Teil der Oberschichtfolie bilden, der angrenzend an und in Kontakt mit der Haut des Trägers platziert wird, und wobei sich ein Teil mit verhältnismäßig höherer Oberflächenenergie kontaktfern der Haut des Trägers befindet, kann die Oberschicht einen Fluidtropfen von dem Teil der Oberschicht, der die verhältnismäßig niedrigere Oberflächenenergie aufweist, zu dem Teil der Oberschicht, der die verhältnismäßig höhere Oberflächenenergie aufweist, transportieren. Die Bewegung des Fluidtropfens wird durch die Oberflächenkräfte ausgelöst, die ebenfalls eine Wasserkontaktwinkeldifferenz zwischen dem Teil mit niedrigerer Oberflächenenergie und dem Teil mit höherer Oberflächenenergie verursachen. Es wird angenommen, dass dieser daraus resultierende Oberflächenenergiegradient, der die Eigenschaften der Oberschicht der vorliegenden Erfindung im Umgang mit Fluiden verbessert, dazu führt, dass die Oberschicht für den Gebrauch als Oberschicht auf einem absorbierenden Artikel gut geeignet ist.
Zusätzlich zu den verbesserten Eigenschaften im Umgang mit Fluiden wird, indem die Oberschicht so konzipiert wird, dass ihr Teil mit verhältnismäßig niedriger Oberflächenenergie in Kontakt mit der Haut des Trägers gebracht werden kann, die Adhäsion zwischen der Haut und der Oberschicht dadurch reduziert, dass die Kapillarkraft verringert wird, die durch okklusive Körperfluide erzeugt wird, die sich zwischen der ersten Oberfläche der Oberschicht und der Haut des Trägers befinden. Indem eine Struktur mit reduzierter Adhäsion zwischen der Haut des Trägers und der Oberschicht geliefert wird, wird das Gefühl oder der Eindruck von Klebrigkeit, die mit der Adhäsion an eine Kunststoffoberschicht assoziiert werden, ebenfalls reduziert.
Das Potential einer erneuten Benetzung wird ebenfalls dadurch reduziert, dass eine Oberschicht mit einem Oberflächenenergiegradienten gemäß der vorstehend genannten Beschreibung vorhanden ist. Da die Gebrauchskräfte tendenziell verursachen, dass das gesammelte Fluid die Einlage erneut benetzt oder aus dieser herausgedrückt wird (z. B. durch den Druck vom Absorptionskern in Richtung der ersten Oberfläche der Oberschicht gedrückt), wird einer solchen unerwünschten Bewegung durch die erste Oberfläche der Oberschicht widerstanden, die eine verhältnismäßig niedrige Oberflächenenergie aufweist, um somit das Fluid abzustoßen, während dieses versucht, durch die Öffnungen in der Oberschicht aus der Einlage zu entweichen. Das heißt, ein Oberflächenenergiegradient liefert eine thermodynamische Schutzschicht gegenüber einem Fluidfluss, der zu einer erneuten Benetzung führen könnte.
Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Oberflächenenergiegradienten ist es wichtig, zu beachten, dass die oberen und unteren Grenzen eines jeden beliebigen solchen Gradienten in Zusammenhang stehen, d. h. die Bereiche einer mehrschichtigen Polymerfolie, deren Grenzfläche einen Oberflächenenergiegradienten definieren, müssen sich nicht auf unterschiedlichen Seiten des hydrophoben/hydrophilen Spektrums befinden. Das heißt, ein Gradient kann durch zwei Oberflächen mit verschiedenem Grad an Hydrophobie oder Hydrophlie entstehen und muss nicht unbedingt bezüglich einer hydrophoben Oberfläche und einer hydrophilen Oberfläche entstehen. Ungeachtet der vorstehend genannten Tatsache wird gegenwärtig bevorzugt, dass die obere Oberfläche der mehrschichtigen Polymerfolie eine vergleichsweise niedrige Oberflächenenergie aufweist, d. h. dass sie generell hydrophob ist, um die Antriebskraft, die dem einströmenden Fluid verliehen wird, zu maximieren und um die insgesamte Benetzbarkeit der mit dem Träger in Kontakt stehenden Schicht zu minimieren.
Während ein Oberflächenenergiegradient wie vorstehend beschrieben durch die mehrschichtigen Folien der vorliegenden Erfindung geliefert werden kann, können solche Gradienten auch durch mikroskopisch voneinander entfernt liegende Ablagerungen eines Materials mit niedriger Oberflächenenergie geliefert oder verbessert werden. Solche Ablagerungen werden ausführlicher in der oben erwähnten US-Patentanmeldung Seriennr. 08/826,508 erörtert. Wenn solche Ablagerungen zum Beispiel auf die oben erörterten Anlegebereiche aufgetragen werden, kann der Oberflächenenergiegradient zwischen den Ablagerungen und den hydrophilen Teilen der Bahn größer sein als der Gradient zwischen den Anlegebereichen und den Teilen, wobei durch ein Erhöhen der Kraft tendenziell Fluide in Richtung der Öffnungen geleitet werden. Auf ähnliche Weise würde das Behandeln einer Bahn, bei der beide Oberflächen hydrophil sind (einschichtige oder mehrschichtige Folie), solchen Bahnen einen Oberflächenenergiegradienten verleihen. Ein geeignetes Beschichtungsmaterial ist ein Silikonharz, das der Oberfläche, auf die es aufgetragen wird, eine verhältnismäßig niedrigere Oberflächenenergie verleiht. Ein geeignetes Siliconharz ist von Dow Corning aus Midland, Michigan, USA als Syl-Off 7677 erhältlich, zu welchem ein Vernetzungsmittel, erhältlich als Syl-Off 7048, in Gewichtsanteilen von jeweils 100 Teilen zu 10 Teilen hinzugefügt wird. Eine weitere geeignete Oberflächenbehandlung ist eine Beschichtung aus einem UV-härtbaren Silicon mit einem Gemisch aus zwei Siliconen, die von General Electric Company, Silicone Products Division aus Water ford, NY, USA unter den Bezeichnungen UV9300 und UV 9380C-D1 im Handel erhältlich sind, in Gewichtsanteilen von jeweils 100 Teilen zu 2,5 Teilen.
Zum Beispiel könnten bezüglich 8 mehrere Ablagerungen mit geringer Oberflächenenergie (nicht dargestellt) auf den Anlegebereichen 877 und Teilen der Wände 872 mit Mikroöffnungen der Bahn 800, die darin gezeigt werden, angelagert werden. Wie vorstehend erörtert, können solche Ablagerungen den Oberflächenenergiegradienten zwischen hydrophilen Teilen der Bahn und hydrophoben Teilen der Bahn 800 verbessern.
Absorbierender Artikel
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „absorbierender Artikel" auf Vorrichtungen, welche Körperausscheidungen absorbieren und einbehalten, und bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen, welche am oder nahe am Körper des Trägers angeordnet sind, um die verschiedenen vom Körper abgegebenen Ausscheidungen zu absorbieren und zurückzuhalten. Der Ausdruck „Einweg-", wird hier verwendet, um absorbierende Artikel zu beschreiben, welche nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wiederhergestellt oder als absorbierende Artikel wiederverwendet zu werden (d. h. sie sind dazu gedacht, nach einer einmaligen Benutzung weggeworfen zu werden und vorzugsweise verwertet, kompostiert oder in anderer Weise in einer umweltverträglichen Art entsorgt zu werden). Ein „einheitlicher" absorbierender Artikel bezieht sich auf absorbierende Artikel, die aus separaten Teilen gebildet sind, die miteinander verbunden werden, um eine aufeinander abgestimmte Einheit zu bilden, so dass sie keine separaten Handhabungselemente, wie einen separaten Halter und eine separate Einlage, benötigen.
Ein einheitlicher absorbierender Artikel, der hier gezeigt wird, ist die Menstruationseinlage, Damenbinde 105, in 11 dargestellt. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Damenbinde" auf einen absorbierenden Artikel, der von Frauen angrenzend an den Genitalbereich getragen wird, generell außerhalb des Urogenitalbereichs, und der Menstruationsfluide und andere vaginale Absonderungen aus dem Körper des Trägers (z. B. Blut, Menstruation und Urin) absorbieren und aufnehmen soll. Interlabiale Vorrichtungen, die sich teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Vorhofs des Trägers befinden, liegen ebenfalls im Umfang der Erfindung.
Es sei klargestellt, dass die insgesamte Größe, Form und/oder Konfiguration des absorbierenden Artikels, sofern vorhanden, wobei die fluidtransportierenden mehrschichtige Polymerfolien eingegliedert sind oder in Verbindung damit verwendet werden, keine Kritikalität oder funktionelle Beziehung hinsichtlich der Prinzipien der vorliegenden Erfindung hat. Solche Parameter müssen jedoch zusammen mit dem beabsichtigten Fluid und der beabsichtigten Funktionalität berücksichtigt werden, wenn geeignete mehrschichtige Polymerfolienkonfigurationen und eine geeignete Ausrichtung der Oberflächenenergiegradienten gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt werden.
Die Damenbinde 105 wird so dargestellt, dass sie zwei Oberflächen aufweist, die erste Oberfläche 105a, die manchmal als eine mit dem Träger in Kontakt stehende Oberfläche oder Kontaktoberfläche, eine in Körperkontakt stehende Oberfläche oder Körperkontaktoberfläche oder „körperseitige Oberfläche" bezeichnet wird, und die zweite Oberfläche 105b, die manchmal als eine in Richtung Bekleidung weisende oder mit der Bekleidung in Kontakt stehende Oberfläche oder „bekleidungsseitige Oberfläche" bezeichnet wird. Die Damenbinde 105 wird in 11 aus Sicht ihrer ersten Oberfläche 105a dargestellt. Die erste Oberfläche 105a soll angrenzend an den Körper des Trägers getragen werden. Die zweite Oberfläche 105b der Damenbinde 105 (in 12 dargestellt) befindet sich auf der entgegengesetzten Seite und soll angrenzend an die Unterwäsche des Trägers angebracht werden, wenn die Damenbinde 105 getragen wird.
Die Damenbinde 105 weist zwei Mittelachsen auf, eine Längsachse „L" und eine Querachse „T". Der Ausdruck „Längs-", wie hier verwendet, bezieht sich auf eine Linie, Achse oder Richtung in der Ebene der Damenbinde 105, die im Allgemeinen mit einer vertikalen Ebene ausgerichtet ist (z. B. ungefähr parallel dazu verläuft), die einen stehenden Träger in linke und rechte Körperhälften teilt, wenn die Damenbinde 105 getragen wird. Die Ausdrücke „Quer-" oder „Seiten-", wie hier verwendet, sind austauschbar und beziehen sich auf eine Linie, Achse oder Richtung, die sich innerhalb der Ebene der Damenbinde 105 befindet, die sich generell senkrecht zur Längsrichtung befindet. 11 zeigt ebenfalls, dass die Damenbinde 105 einen Umfang 116 aufweist, der durch die Außenränder der Damenbinde 105 definiert wird, wobei die Längsränder (oder „Seitenränder") als 117 bezeichnet und die Stirnränder (oder „Enden") als 118 bezeichnet werden.
11 ist eine Draufsicht einer Damenbinde 105 in einem im Wesentlichen flachen Zustand, wobei Teile der Damenbinde weggeschnitten sind, um den Aufbau der Damenbinde 105 klarer darzustellen, und wobei der Teil 105a der Damenbinde 105, der in Richtung des Trägers zeigt oder mit diesem in Kontakt steht, in Richtung Betrachter ausgerichtet ist. Wie in 11 dargestellt, umfasst die Damenbinde 105 vorzugsweise eine fluiddurchlässige Oberschicht 107, eine fluidundurchlässige Unterschicht 109, die mit der Oberschicht 107 verbunden ist, einen Absorptionskern 110, der sich zwischen der Oberschicht 107 und der Unterschicht 109 befindet, und eine sekundäre Oberschicht oder Aufnahmeschicht 111, die sich zwischen der Oberschicht 107 und dem Absorptionskern 110 befindet.
Die Damenbinde 105 enthält vorzugsweise optionale Seitenklappen oder „Flügel" 120, die um den Schrittbereich des Slips eines Trägers gefaltet werden. Die Seitenklappen 120 können zahlreichen Zwecken dienen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, dabei zu helfen, die Binde an der entsprechenden Stelle zu halten, während der Slip des Trägers vor Verschmutzung geschützt und die Damenbinde am Slip des Trägers gehalten wird.
12 ist eine Querschnittansicht der Damenbinde 105, die entlang der Schnittlinie 12-12 von 11 vorgenommen wurde. Wie in 12 zu sehen ist, enthält die Damenbinde 105 vorzugsweise ein Klebebefestigungsmittel 122 zum Befestigen der Damenbinde 105 an der Unterwäsche des Trägers. Entfernbares Abziehpapier 123 bedeckt das Klebebefestigungsmittel 122, um das Haftmittel daran zu hindern, vor Gebrauch an einer Oberfläche außer dem Schrittbereich der Unterwäsche zu kleben.
Die Oberschicht 107 umfasst die Öffnungen aufweisende Folienbahn der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, um den Komfort und die Vorteile im Umgang mit Fluiden zu liefern.
Die Oberschicht 107 weist eine erste Oberfläche 107a und eine zweite Oberfläche 107b auf, die angrenzend an eine erste Oberfläche 111a der Fluidaufnahmeschicht 111 positioniert und vorzugsweise daran befestigt wird, um den Fluidtransport von der Oberschicht zur Aufnahmeschicht zu fördern. Die zweite Oberfläche 111b der Aufnahmeschicht 111 wird angrenzend an und vorzugsweise befestigt an der ersten Oberfläche 110a eines Absorptionskerns oder einer Fluidspeicherschicht 110 positioniert, um den Fluidtransport von der Aufnahmenschicht zum Absorptionskern zu fördern. Die zweite Oberfläche 110b des Absorptionskerns 110 wird angrenzend an und vorzugsweise befestigt an der ersten Oberfläche 109a der Unterschicht 109 positioniert.
Zusätzlich zu einer Längsrichtung und einer Querrichtung weist die Damenbinde 105 ebenfalls eine „Z"-Richtung oder „Z"-Achse auf, was die Richtung darstellt, die abwärts durch die Oberschicht 107 und in die entsprechende vorhandene fluidspeichernde Schicht bzw. den fluidspeichernden Kern 110 verläuft. Das Ziel besteht darin, eine im Wesentlichen kontinuierliche Strecke zwischen der Oberschicht 107 und der darunter liegenden Schicht oder den darunter liegenden Schichten des absorbierenden Artikels zu liefern, so dass Fluid in die „Z"-Richtung und weg von der Oberschicht des Artikels und in Richtung der letzten Speicherschicht gesogen wird.
Der Absorptionskern 110 kann jedes beliebige Absorptionsmittel sein, das Fluide (z. B. Menstruation und/oder Urin) absorbieren oder einbehalten kann. Wie in den 7 und 8 dargestellt, weist der Absorptionskern 110 eine körperseitige Oberfläche 110a, eine in Richtung Bekleidung weisende Oberfläche 110b, Seitenränder und Stirnränder auf. Der Absorptionskern 110 kann in einer großen Vielzahl an Größen und Formen (z. B. rechteckig, oval, sanduhrförmig, knochenförmig, asymmetrisch usw.) und aus einer großen Vielzahl an Fluidabsorptionsmaterialien, die häufig in Damenbinden und anderen Absorptionsartikeln verwendet werden, wie generell als „Luftfilz" bezeichnetem zerriebenen Holzzellstoff, gefertigt werden. Beispiele für weitere geeignete Absorptionsmaterialien schließen Cellulosekrepppolster; schmelzgeblasene Polymere einschließlich Coform; chemisch versteifte, modifizierte oder vernetzte Cellulosefasern; synthetische Fasern, wie gekräuselte Polyesterfasern; Torfmoos; Zellstoff, einschließlich Zellstoffwicklungen und Zellstofflaminaten; Absorptionsschaumstoffe; Absorptionsschwämme; superabsorbierende Polymere; absorbierende Geliermaterialien; oder gleichwertiges Material oder Kombinationen von Materialien oder Mischungen von diesen ein.
Die Konfiguration und die Konstruktion des Absorptionskerns können ebenfalls variiert werden (z. B. kann der Absorptionskern Bereiche unterschiedlicher Dicke (z. B. so profiliert, dass sie in der Mitte dicker sind), hydrophile Gradienten, Superabsorptionsgradienten oder Aufnahmebereiche mit geringerer Dichte und geringerem mittleren Flächengewicht aufweisen oder kann eine oder mehrere Schichten oder Strukturen umfassen). Das Gesamtabsorptionsvermögen des Absorptionskerns sollte jedoch mit der Lastannahme und der beabsichtigten Verwendung des Absorptionsartikels kompatibel sein. Ferner können die Größe und das Absorptionsvermögen des Absorptionskerns variiert werden, um unterschiedlichen Verwendungen zu entsprechen, wie Inkontinenzeinlagen, Slipeinlagen, regulären Damenbinden oder Damennachtbinden.
Beispielhafte absorbierende Strukturen zur Verwendung als Absorptionskern werden im US-Patent 4,950,264, erteilt an Osborn am 21. August 1990; im US-Patent 4,610,678, erteilt an Weisman et al. am 9. September 1986; im US-Patent 4,834,735, erteilt an Alemany et al. am 30. Mai 1989; in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 198 683, Procter & Gamble Company, veröffentlicht am 22. Oktober 1986 im Namen von Duenk, et al.; und in der US-Patentanmeldung Seriennr. 60/128,352, eingereicht im Namen von Noel et al. am 8. April 1999, beschrieben.
Die Unterschicht 109 und die Oberschicht 107 werden angrenzend an die der Bekleidung zugewandten Oberfläche bzw. an die dem Körper zugewandte Oberfläche des Absorptionskerns 110 positioniert und vorzugsweise damit und miteinander durch Befestigungsmittel (nicht dargestellt) wie solche, die dem Stand der Technik entsprechen, verbunden. Beispielsweise können die Unterschicht 109 und/oder die Oberschicht 107 durch eine gleichmäßige, durchgehende Klebstoffschicht, eine strukturierte Klebstoffschicht oder eine beliebige Anordnung separater Klebstofflinien, -spiralen oder -punkte am Absorptionskern oder aneinander befestigt sein. Haftmittel, die als zufriedenstellend befunden wurden, werden von H.B. Fuller Company aus St. Paul, Minnesota, USA unter der Benennung HL-1258 und von Findlay aus Minneapolis, Minnesota, USA unter der Benennung H-2031 hergestellt. Die Befestigungsmittel umfassen vorzugsweise ein offenes Fadenmusternetz aus Haftmittel, wie im US-Patent 4,573,986, erteilt an Minetola et al. am 4. März 1986 offenbart, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme eingegliedert wird. Ein beispielhaftes Befestigungsmittel eines offenen Fadenmusternetzes umfasst mehrere Klebstofffadenlinien, die in ein Spiralmuster verwirbelt sind, wie durch die Vorrichtung und das Verfahren veranschaulicht, die im US-Patent Nr. 3,911,173, erteilt an Sprague Jr. am 7. Oktober 1975; im US-Patent 4,785,996, erteilt an Zieker et al. am 22. November 1978 und im US-Patent Nr. 4,842,666, erteilt an Werenicz am 27. Juni 1989, gezeigt sind. Als Alternative kann das Befestigungsmittel Heißverklebungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch-mechanische Bindungen oder beliebige andere geeignete Befestigungsmittel oder Kombinationen dieser Befestigungsmittel, wie sie in der Technik bekannt sind, umfassen.
Vorzugsweise ist die Oberschicht 107 so bemessen, dass sie der Unterschicht 109 entspricht und mit dieser entlang des Umfangs 116 der Damenbinde 105 verbunden ist. Die Oberschicht 107 und die Unterschicht 109 können unter Verwendung von Mitteln, die dem Stand der Technik entsprechen, wie Klebverbindungen, Heißverklebungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch-mechanischen Bindungen oder beliebigen anderen geeigneten Befestigungsmitteln oder Kombinationen aus diesen Befestigungsmitteln, die dem Stand der Technik entsprechen, verbunden werden. Vorzugsweise werden die Oberschicht 107 und die Unterschicht 109 unter Verwendung einer Kombination aus Wärme und Druck, die als Direktbonden bekannt ist, miteinander verbunden.
Die Unterschicht 109 ist undurchlässig für Fluide (z. B. Menstruation und/oder Urin) und wird vorzugsweise aus einem dünnen Kunststofffilm hergestellt, obwohl auch andere flexible, fluidundurchlässige Materialien verwendet werden können. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „flexibel" auf Materialien, die nachgiebig sind und sich ohne weiteres an die allgemeine Form und Kontur des menschlichen Körpers anpassen. Die Unterschicht verhindert, dass die Ausscheidungen, die in dem Absorptionskern absorbiert werden und darin enthalten sind, Artikel benetzen, die mit der Damenbinde 105 in Kontakt kommen, wie Unterwäsche und andere Bekleidungsartikel. Die Unterschicht 109 kann somit ein Gewebe- oder Vliesmaterial, Polymerfolien, wie thermoplastische Folien aus Polyethylen oder Polypropylen, oder Verbundmaterialien, wie ein filmbeschichtetes Vliesmaterial, umfassen. Vorzugsweise weist die Unterschicht der Polyethylenfolie eine Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis 0,051 mm (2,0 mil) auf. Beispielhafte Polyethylenfolien werden von Clopay Corporation aus Cincinnati, OH, USA unter der Bezeichnung P18-1401 und von Tredegar Film Products aus Terre Haute, IN, USA unter der Bezeichnung XP-9818 hergestellt. Die Unterschicht ist vorzugsweise mit Prägungen versehen und/oder aufgeraut, um ein stoffähnlicheres Erscheinungsbild bereitzustellen. Außerdem kann die Unterschicht 109 ein Abströmen von Dämpfen vom Absorptionskern 110 gestatten (d. h. atmungsaktiv sein) und dennoch einen Durchgang von Ausscheidungen durch die Unterschicht 109 verhindern.
Bei Gebrauch kann die Damenbinde 105 durch jede beliebigen Hilfsmittel oder Befestigungsmittel 122, das für solche Zwecke bekannt ist, an Ort und Stelle gehalten werden. Vorzugsweise wird die Damenbinde in die Unterwäsche oder den Slip des Benutzers gegeben und daran durch ein Befestigungsmittel wie ein Haftmittel befestigt. Das Haftmittel liefert ein Mittel zum Befestigen der Damenbinde im Schrittbereich des Slips. Daher ist ein Teil oder der Gesamtteil der äußeren oder der Bekleidung zugewandten Oberfläche 109b der Unterschicht 109 mit Haftmittel beschichtet. Jedes Haftmittel oder jeder Klebstoff, das bzw. der im Fachgebiet für solche Zwecke verwendet wird, kann für das Haftmittel hierin verwendet werden, wobei Haftkleber bevorzugt werden. Geeignete Haftmittel werden von H. B. Fuller Company aus St. Paul, Minnesota, USA unter der Benennung 2238 hergestellt. Geeignete Haftmittelbefestigungsmittel werden ebenfalls im US-Patent 4,917,697 beschrieben. Ehe die Damenbinde bei Gebrauch platziert wird, ist der Haftkleber üblicherweise mit einem entfernbaren Abziehpapier 123 abgedeckt, um zu verhindern, dass das Haftmittel austrocknet oder vor Gebrauch an einer anderen Oberfläche als dem Schrittbereich des Slips haften bleibt. Geeignetes Abziehpapier ist ebenfalls im oben erwähnten US-Patent 4,917,697 beschrieben. Sämtliches im Handel erhältliches Abziehpapier, das im Allgemeinen für solche Zwecke verwendet wird, kann hier verwendet werden. Ein nicht einschränkendes Beispiel eines geeigneten Abziehpapiers ist BL30MG-A Silox 4P/O, hergestellt von Akrosil Corporation aus Menasha, WI, USA. Die Damenbinde 105 der vorliegenden Erfindung wird verwendet, indem das Abziehpapier entfernt und anschließend die Damenbinde in einen Slip gegeben wird, so dass das Haftmittel in Kontakt mit dem Slip kommt. Das Haftmittel hält die Damenbinde während des Gebrauchs in ihrer Position innerhalb des Slips.
In einem Beispiel weist die Damenbinde zwei Klappen 120 auf, wobei jede davon an den Seitenrand des Absorptionskerns angrenzt und sich seitlich davon erstreckt. Die Klappen 120 sind so konzipiert, dass sie über die Ränder des Slips des Trägers im Schrittbereich herabfallen, so dass sich die Klappen zwischen den Rändern des Slips des Trägers und den Oberschenkeln befinden. Die Klappen dienen mindestens zwei Zwecken. Erstens helfen die Klappen dabei, ein Verschmutzen des Körpers und des Slips des Trägers durch Menstruationsfluid zu verhindern, vorzugsweise, indem eine Doppelwandschutzschicht entlang der Ränder des Slips gebildet wird. Zweitens weisen die Klappen auf ihrer bekleidungsseitigen Oberfläche vorzugsweise Befestigungsmittel auf, so dass die Klappen unter dem Slip umgefaltet und an der der Bekleidung zugewandten Seite des Slips befestigt werden können. Auf diese Weise dienen die Klappen dazu, die Damenbinde im Slip in der entsprechenden Position zu halten. Die Klappen können aus verschiedenen Materialien konstruiert sein, einschließlich Materialien ähnlich der Oberschicht, der Unterschicht, dem Zellstoff oder einer Kombination dieser Materialien. Ferner können die Klappen ein separates Element sein, das an der Grundeinheit der Binde befestigt ist oder Verlängerungen der Oberschicht und der Unterschicht (d. h. einheitlich) umfassen kann. Einige Damenbinden mit Klappen, die für den Gebrauch mit den Damenbinden der vorliegenden Erfindung geeignet oder dafür anpassbar sind, werden in US-Patent 4,687,478, erteilt an Van Tilburg am 18. August 1987; und US-Patent 4,589,876, erteilt an Van Tilburg am 20. Mai 1986, offenbart.
In 11 und 12 wird eine Aufnahmeschicht bzw. werden Aufnahmeschichten 111 zwischen der Oberschicht 107 und dem Absorptionskern 110 positioniert. Die Aufnahmeschicht 111 kann unterschiedlichen Funktionen dienen, einschließlich dem Verbessern des Ansaugens von Ausscheidungsprodukten über und in den Absorptionskern (Dochtwirkung). Es bestehen verschiedene Gründe, warum das verbesserte Ansaugen von Ausscheidungsprodukten wichtig ist, einschließlich dem Bereitstellen einer gleichmäßigeren Verteilung der Ausscheidungsprodukte innerhalb des Absorptionskerns und dem Ermöglichen, dass die Damenbinde 105 verhältnismäßig dünn hergestellt werden kann. Die hier erwähnte Dochtwirkung kann den Transport von Fluiden in eine, zwei oder alle Richtungen umfassen (d. h. in X-Y-Ebene und/oder in Z-Richtung). Die Aufnahmeschicht kann aus mehreren unterschiedlichen Materialien bestehen, einschließlich Vlies- oder Gewebepolymerfolien aus synthetischen Fasern, einschließlich Polyester, Polypropylen oder Polyethylen; Naturfasern, einschließlich Baumwolle oder Cellulose, Mischungen derartiger Fasern; oder gleichwertigen Materialien oder Kombinationen von Materialien. Beispiele für Damenbinden mit einer Aufnahmeschicht und einer Oberschicht werden ausführlicher in US-Patent 4,950,264, erteilt an Osborn, und in der US-Patentanmeldung Seriennr. 07/810,774, eingereicht am 17. Dezember 1991 im Namen von Cree et al., beschrieben. Die Aufnahmeschicht kann mit der Oberschicht durch jedes der herkömmlichen Mittel zum Zusammenfügen von Polymerfolien verbunden werden, am meisten bevorzugt durch Direktbonden, wie ausführlicher in der oben erwähnten Anmeldung von Cree beschrieben.
Ein absorbierender Einwegartikel in Form einer Windel 200 wird in 13 dargestellt. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Windel" auf ein Kleidungsstück, das im Allgemeinen von Kleinkindern und inkontinenten Personen um den unteren Rumpf des Trägers getragen wird. Es sollte sich jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere absorbierende Artikel, wie Inkontinenzslips, Übungshöschen, Windeleinlagen und dergleichen, anwendbar ist. Die in 13 dargestellte Windel 200 ist ein vereinfachter Absorptionsartikel, der eine Windel vor dem Anlegen an einen Träger darstellen könnte. Es sollte sich jedoch verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf den speziellen Typ oder die Konfiguration der in 13 gezeigten Windel beschränkt ist.
13 ist eine perspektivische Ansicht der Windel 200 in ihrem nicht zusammengezogenen Zustand (d. h. ohne elastisch erzeugte Kontraktion), wobei Teile der Struktur abgeschnitten wurden, um den Aufbau der Windel 200 deutlicher zu zeigen. Der Teil der Windel 200, der mit dem Träger in Kontakt kommt, ist dem Betrachter zugewandt. Die Windel 200 wird in 13 so dargestellt, dass sie vorzugsweise eine fluiddurchlässige Oberschicht 204, eine fluidundurchlässige Unterschicht 202, die mit der Oberschicht 204 verbunden ist, und einen Absorptionskern 206, der sich zwischen der Oberschicht 204 und der Unterschicht 202 befindet, umfasst. Zusätzliche Struktureigenschaften wie elastische Elemente und Befestigungsmittel (wie Bandstreifenbefestiger), um die Windel bei einem Träger an entsprechender Stelle zu befestigen, können ebenfalls enthalten sein.
Während die Oberschicht 204, die Unterschicht 202 und der Absorptionskern 206 in einer Vielzahl bekannter Konfigurationen zusammengefügt werden können, ist eine bevorzugte Konfiguration der Windel allgemein im US-Patent 3,860,003 (Buell), das am 14. Januar 1975 erteilt wurde, beschrieben, wobei diese Offenbarung hier durch Bezugnahme eingegliedert ist. Alternativ bevorzugte Konfigurationen für Wegwerfwindeln hierin sind auch im US-Patent Nr. 4,808,178 (Aziz et al.), erteilt am 28. Februar 1989; im US-Patent Nr. 4,695,278 (Lawson), erteilt am 22. September 1987; und im US-Patent Nr. 4,816,025 (Foreman), erteilt am 28. März 1989, offenbart.
13 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Windel 200 dar, bei der die Oberschicht 204 und die Unterschicht 202 koextensiv sind und Längen- und Breitenabmessungen aufweisen, die generell größer sind als die des Absorptionskerns 206. Die Oberschicht 204 ist mit der Unterschicht 202 verbunden und darauf aufgelagert, wodurch der Umfang der Windel 200 gebildet wird. Der Umfang bestimmt den Außenumfang oder die Ränder der Windel 200. Der Umfang umfasst die Stirnränder 201 und die Längsränder 203.
Die Unterschicht 202 ist generell der Teil der Windel 200, der verhindert, dass die absorbierten und darin einbehaltenen Ausscheidungsprodukte Artikel beschmutzen, die mit der Windel 200 in Kontakt kommen können, wie Bettlaken und Unterwäsche. In bevorzugten Ausführungsformen ist die Unterschicht 202 undurchlässig gegenüber Fluiden (z. B. Urin) und umfasst eine dünne Kunststofffolie, wie eine Thermoplastfolie, mit einer Dicke von etwa 0,012 mm (0,5 mil) bis etwa 0,051 mm (2,0 mil). Geeignete Folien für die Unterschicht umfassen diejenigen, die von Tredegar Industries Inc. aus Terre Haute, IN, USA hergestellt und unter den Handelsbezeichnungen X15306, X10962 und X10964 verkauft werden. Zu weiteren geeigneten Materialien für die Unterschicht können atmungsaktive Materialien gehören, die Dämpfe aus der Windel 200 entweichen lassen, während noch verhindert wird, dass Körperausscheidungen durch die Unterschicht 202 dringen. Beispielhafte atmungsaktive Materialien können Materialien wie gewebte Bahnen, Vliesbahnen, Verbundstoffe wie beschichtete Vliesbahnen, mikroporige Folien wie diejenigen, die von Mitsui Toatsu Co. aus Japan unter der Bezeichnung ESPOIR NO und von Exxon Chemical Co. aus Bay City, TX, USA unter der Bezeichnung EXXAIRE hergestellt werden, und monolithische Folien wie diejenigen, die von Clopay Corporation, Cincinnati, OH, USA unter der Bezeichnung HYTREL Blend P18-3097 hergestellt werden, einschließen. Einige atmungsaktive Verbundstoffe sind ausführlicher in der PCT-Anmeldung Nr. WO 95/16746, veröffentlicht am 22. Juni 1995 im Namen von E. I. DuPont, im US-Patent 5,865,823, erteilt am 2. Februar 1999 im Namen von Curro, und im US-Patent 5,571,096, erteilt an Dobrin et al. am 5. November 1996, beschrieben.
Die Unterschicht 202, oder jeder Teil davon, kann elastisch in eine oder mehrere Richtungen dehnbar sein. In einer Ausführungsform kann die Unterschicht 202 eine elastikähnliche Strukturfolienbahn („SELF") umfassen, wie im US-Patent 5,518,801, erteilt an Chappell et al. am 21. Mai 1996, beschrieben, das hier durch Bezugnahme eingegliedert ist. In alternativen Ausführungsformen kann die Unterschicht 202 elastomere Folien, Schaumstoffe, Faserbündel oder Kombinationen dieser oder anderer geeigneter Materialien mit Vliesstoffen oder synthetischen Folien umfassen.
Die Größe der Unterschicht 202 wird von der Größe des Absorptionskerns 206 und der ausgewählten genauen Ausführung der Windel bestimmt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Unterschicht 202 eine modifizierte Sanduhrform auf, die sich mindestens etwa 1,3 Zentimeter bis etwa 2,5 Zentimeter (etwa 0,5 bis etwa 1,0 Zoll) entlang des gesamten Umrisses der Windel über den Absorptionskern 206 hinaus erstreckt.
Die Oberschicht 204 umfasst die Öffnungen aufweisende Folienbahn der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, um den Komfort und die Vorteile im Umgang mit Fluiden der vorliegenden Erfindung zu liefern. Vorzugsweise entspricht die Größe der Oberschicht 204 der von Unterschicht 202.
Die Oberschicht 204 und die Unterschicht 202 sind in einer beliebigen geeigneten Weise miteinander verbunden. Wie hier verwendet, umfasst der Ausdruck „verbunden" Konfigurationen, bei denen die Oberschicht 204 direkt mit der Unterschicht 202 verbunden ist, indem die Oberschicht 204 direkt an der Unterschicht 202 befestigt ist, und Konfigurationen, bei denen die Oberschicht 204 indirekt mit der Unterschicht 202 verbunden ist, indem die Oberschicht 204 an Zwischenelementen befestigt ist, die wiederum an der Unterschicht 202 befestigt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberschicht 204 und die Unterschicht 202 entlang des Umfangs der Windel durch Befestigungsmittel (nicht dargestellt), wie ein Haftmittel oder irgendein anderes Befestigungsmittel, das dem Stand der Technik entspricht, direkt aneinander befestigt. Zum Beispiel kann eine gleichmäßige, durchgehende Klebstoffschicht, eine in einem Muster aufgebrachte Klebstoffschicht oder eine Matrix aus einzelnen Linien oder Punkten aus Klebstoff eingesetzt werden, um die Oberschicht 204 an der Unterschicht 202 zu befestigen.
Bandstreifenbefestiger (aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt) werden normalerweise am hinteren Taillenbandbereich der Windel 202 angebracht, um ein Befestigungsmittel zu liefern, das die Windel am Träger hält. Die Bandstreifen befestiger können beliebige der in der Technik gut bekannten sein, wie das Befestigungsband, das im US-Patent Nr. 3,848,594 (Buell), erteilt am 19. November 1974, offenbart ist. Diese Bandstreifenbefestiger oder andere Windelbefestigungsmittel sind in der Regel in der Nähe der Ecken der Windel 200 angebracht.
Elastische Elemente (ebenfalls aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt) befinden sich angrenzend an den Umfang der Windel 200, vorzugsweise entlang jedes Längsrands 203, so dass die elastischen Elemente dazu neigen, die Windel 200 gegen die Beine des Trägers zu ziehen und daran festzuhalten. Alternativ können die elastischen Elemente angrenzend an eine oder beide Stirnränder 201 der Windel 200 angeordnet sein, um ein Taillenband sowie oder anstelle von Beinbündchen bereitzustellen. Zum Beispiel wird ein geeignetes Taillenband im US-Patent 4,515,595 (Kievit et al), erteilt am 7. Mai 1985, offenbart. Des Weiteren werden ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zum Herstellen einer Einwegwindel mit elastisch kontrahierbaren, elastischen Elementen geeignet sind, im US-Patent 4,081,301 (Buell), erteilt am 28. März 1978, beschrieben.
Die elastischen Elemente werden an der Windel 200 in einem elastisch kontrahierbaren Zustand befestigt, so dass bei einer normalen, nicht gedehnten Konfiguration die elastischen Elemente die Windel 200 wirksam zusammenziehen oder raffen. Die elastischen Elemente können in einem elastisch kontrahierbaren Zustand auf mindestens zwei Arten befestigt werden. Zum Beispiel können die elastischen Elemente gedehnt und befestigt werden, während sich die Windel 200 in einem nicht zusammengezogenen Zustand befindet. Alternativ kann die Windel 200 kontrahiert werden, beispielsweise durch Plissieren, und die elastischen Elemente können an der Windel 200 befestigt und mit ihr verbunden werden, während sich die elastischen Elemente in ihrem nicht entspannten oder nicht gedehnten Zustand befinden. Die elastischen Elemente können sich entlang eines Teils der Länge der Windel 200 ausdehnen. Alternativ können sich die elastischen Elemente über die gesamte Länge der Windel 200 oder jede andere Länge, die geeignet ist, um eine elastisch kontrahierbare Linie zu liefern, erstrecken. Die Länge der elastischen Elemente wird von der Ausführung der Windel bestimmt.
Die elastischen Elemente können in einer Vielzahl von Konfigurationen vorliegen. Beispielsweise kann die Breite der elastischen Elemente von ungefähr 0,25 Millimeter (0,01 Zoll) bis ungefähr 25 Millimeter (1,0 Zoll) oder mehr variieren, die elastischen Elemente können einen einzelnen Strang elastischen Materials umfassen, oder sie können mehrere parallele oder nicht parallele Stränge elastischen Materials umfassen, oder die elastischen Elemente können rechteckig oder gekrümmt sein. Weiterhin können die elastischen Elemente durch eine der verschiedenen Möglichkeiten, die dem Stand der Technik entsprechen, an der Windel befestigt sein. Zum Beispiel können die elastischen Elemente in einer Vielzahl von Mustern ultraschallverschweißt oder mittels Wärme und Druck mit der Windel 200 verbunden sein, oder die elastischen Elemente können einfach an die Windel 200 geklebt sein.
Der Absorptionskern 206 der Windel 200 ist zwischen der Oberschicht 204 und der Unterschicht 202 positioniert. Der Absorptionskern 206 kann in vielfältigen Größen und Formen (z. B. rechteckig, sanduhrförmig, asymmetrisch usw.) hergestellt werden. Das Gesamtabsorptionsvermögen des Absorptionskerns 206 sollte jedoch mit der geplanten Fluidlastannahme für die beabsichtigte Verwendung des Absorptionsartikels oder der Windel kompatibel sein. Weiterhin können auch die Größe und das Absorptionsvermögen des Absorptionskerns 206 variieren, um Trägern von Säuglingen bis hin zu Erwachsenen zu passen.
Wie in 13 dargestellt, enthält der Absorptionskern 206 ein fluidspeicherndes/-verteilendes Element 208. In einer bevorzugten Konfiguration, wie in 13 dargestellt, enthält der Absorptionskern 206 vorzugsweise ferner eine Aufnahmeschicht oder ein Element 210, die in Fluidaustausch mit dem fluidspeichernden/-verteilenden Element 208 stehen und sich zwischen dem fluidspeichernden/-verteilenden Element 208 und der Oberschicht 204 befinden. Die Aufnahmeschicht oder das Aufnahmeelement 210 kann aus mehreren unterschiedlichen Materialien bestehen, einschließlich Vlies- oder Gewebepolymerfolien aus synthetischen Fasern, einschließlich Polyester, Polypropylen oder Polyethylen, Naturfasern, einschließlich Baumwolle oder Cellulose, Mischungen aus solchen Fasern oder sämtlichen äquivalenten Materialien oder Kombinationen von Materialien.
Bei Gebrauch wird die Windel 200 einen Träger angelegt, indem der hintere Taillenbandbereich unterhalb des Rückens des Trägers angesetzt und der Rest der Windel 200 zwischen den Beinen des Trägers hindurch gezogen wird, so dass der vordere Taillenbandbereich auf der Vorderseite des Trägers liegt. Der Bandstreifen- oder die anderen Befestiger werden anschließend vorzugsweise an nach außen gerichteten Flächen der Windel 200 befestigt.
BEISPIEL
Dieses Beispiel veranschaulicht die Extrusion und das Verleihen von Öffnungen einer erfindungsgemäßen mit Öffnungen versehenen Bahn, die eine dreischichtige Polymerfolie mit dauerhafter Hydrophilie umfasst.
Extrusionsvorrichtung
Eine typische Extrusionsvorrichtung für eine dreischichtige Folien verwendet drei Extruder, eine Beschickungsanlage mit fester Platte, eine Einzelverteiler-Flachdüse und eine Gießfolienlinie. Eine Beschreibung eines jeden Geräteteils, das zum Herstellen von Folienproben verwendet wird, wird nachstehend geliefert:

Extruder: Es wurden zwei Größen von Extrudern verwendet. Die dicke hydrophobe Schicht wurde durch einen Extruder von 3,18 cm (1¼ Zoll) Durchmesser und einem L/D ("Längen-Durchmesser-Verhältnis) von 30 extrudiert, während die dünneren hydrophilen Schichten und Verbindungsschichten durch Extruder von 2,5 cm (1 Zoll) Durchmesser und einem L/D von 24 extrudiert wurden. Es wurde bei allen Extrudern eine Universalschnecke verwendet, mit 8 Beschickungsabschnitten, 8 Übergangsabschnitten, 8 Messabschnitten und einem Druckverhältnis von 2½ zu 1.
Übergangsrohre: Die Rohre, die die Extruder mit der Beschickungsanlage verbanden, wiesen eine Länge von unter 61 cm (24") auf. Die Rohrtemperaturen wurden bei den gleichen Temperaturen wie die Messzone jedes entsprechenden Extruders gehalten.
Beschickungsanlage: Die Beschickungsanlage war eine Beschickungsanlage mit fester Platte und mit einer Temperaturzone. Die Verteilungsplatte wurde für eine Schichtbildung von 80/10/10 % hergestellt. Die Außenschicht von 80% wurde in Richtung der Kühlwalze ausgerichtet.
Düse: Es wurde eine Kleiderbügeldüse von 35 cm (14 Zoll) mit einem „Flex-Lip"-Düsenspalt verwendet. Eine geeignete Düse ist von Killion Extruders aus Cedar Grove, NJ, USA erhältlich.
Gießfolienlinie: Es wurde eine 30,5 cm (12 Zoll) bis 40,6 cm (16 Zoll) breite Gießfolienlinie mit Oberflächengeschwindigkeiten bis zu 30,5 m/min (100 Fuß pro Minute) verwendet. Die Kühlwalze wird normalerweise durch Stadtwasser bei Temperaturen zwischen 7–24 °C (45 und 75 °F) gekühlt und der Folienrand wurde durch Randverstiftung fixiert. Typische Oberflächengeschwindigkeiten betragen 1524 cm/m (50 fpm) bis 2134 cm/m (70 fpm), um eine Folie von 25 μm (1,0 mil) herzustellen.

Materialien

Hytrel-Harze: Hytrel^® HTR 8171 und Hytrel^® HTR 8206 von E. I DuPont aus Wilmington, DE, USA
Verbindungsschicht: Bynel 3860 von DuPont Polyethylen: X-8318-Harz von Tredegar Film Products aus Richmond, VA, USA

Verarbeitung von Materialien

Materialherstellung: Die Hytrel-Harze wurden entweder über Nacht bei 79 °C (175 °F) in einem Trockenlufttrockner getrocknet (oder, bei Material, das kürzlich vom Hersteller erhalten wurde, 2 bis 4 Stunden lang bei 110 °C (230 °F) getrocknet). Anschließend wurde eine Mischung aus Hytrel^® HTR 8171 und Hytrel^® HTR 8206 direkt vor Zufuhr in den Extrudertrichter physisch vermischt oder miteinander verwirbelt. Polyethylen- und Bynel-Verbindungsschichtharze wurden direkt aus ihren Behältern verwendet, ohne Trocknen oder andere spezielle Behandlung.
Extrusionsbedingungen Bei den nachfolgenden Temperaturen wurden Coextrusionen durchgeführt. Die Temperaturen wurden ausgewählt, um Randverkapselungen zu minimieren.

Eine coextrudierte dreischichtige Folie mit einer hydrophilen Schicht, die gleiche Anteile an Hytrel^® HTR 8171 und Hytrel^® HTR 8206 umfasst, eine Verbindungsschicht, die Bynel 3860 umfasst, und eine getrübte Polyethylenschicht wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung und der nachfolgen den speziellen Einstellungsparameter extrudiert, um eine Folie von 25 μm (1 mil) zu bilden.
Die daraus resultierende Folie weist ein Gewichtsverhältnis von Hytrel/Verbindungsschicht/Polyethylenschicht von 10/10/80 und eine Dicke von 25 μm (1 mil) auf.
Versehen der Folie mit Öffnungen
Die extrudierte dreischichtige Folie, die eine Polyethylenschicht, eine Bynel^®-3860-Schicht und eine Schicht aus 50/50 Hytrel^® HTR 8171 und Hytrel^® HTR 8206 umfasst (Gewichtsverhältnis der Schichten 80/10/10), wie vorstehend beschrieben, wurde gemäß dem in US-Patent 4,629,643 an Curro beschriebenen Verfahren hydroformiert, um mehrere negative Makroöffnungen zu liefern, wobei Mikroöffnungen in die entgegengesetzte Richtung verliefen. Die Folie fühlt sich weich an und weist gute Eigenschaften beim Umgang mit Fluiden auf.
ANALYSEVERFAHREN
Nachfolgend werden typische Analysemethoden beschrieben, die als geeignet für und nützlich beim Bestimmen der Leistung von fluidtransportierenden Polymerfolien gemäß der vorliegenden Erfindung erachtet werden.
1. Wasserkontaktwinkel
Der Kontaktwinkel, der zwischen der festen Oberfläche einer Folie, die keine Öffnungen aufweist, und dem Meniskus eines Wassertropfens gebildet wird, ist ein Maß für die Hydrophilie/Hydrophobie eines festen Substrats. Je niedriger der Wasserkontaktwinkel, desto höher die Hydrophlie des Substrats. Das nachstehend beschriebene Verfahren wird zum Messen des Wasserkontaktwinkels verwendet und, genauer, um den Grad der Hydrophlie oder Hydrophobie gemäß der vorliegenden Erfindung zu definieren.
Ein Goniometer vom Modell NRL (Rame-Hart, Inc., Mountain Lake, NJ, USA) kann zum Messen des Wasserkontaktwinkels verwendet werden. Der Wasserkontaktwinkel wird normalerweise in einem Raum gemessen, der bei einer Temperatur von 23 °C (73 °F) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % gehalten wird. Ein 4-μL-Tröpfchen entionisiertes Wasser wird auf eine Probe einer flachen Folie (d. h. nicht mit Öffnungen versehen) gegeben, die sich auf der Goniometer-Plattform befindet, um den Kontaktwinkel bei Raumtemperatur zu messen.
Das Goniometer wird nach der folgenden Prozedur kalibriert:

1. Das Instrument mithilfe einer Wasserwaage ausrichten, um sicherzustellen, dass die Probenplattform waagerecht ist.
2. Die Instrumentenbeleuchtung anpassen, so dass das Tröpfchen klar sichtbar ist.
3. Ein 4-μL-Tröpfchen entionisiertes Wasser auf ein 0,9 cm (3/8 Zoll) dickes Stück Lexan^® geben (erhältlich von General Electric), das zuvor mit Methanol gewaschen und vollständig trocknen gelassen wurde.
4. Den Kontaktwinkel des Tropfens messen.

Das Instrument ist sachgerecht kalibriert, wenn der Kontaktwinkel von Wasser auf Lexan innerhalb des Bereichs von 68 ± 3 Grad liegt.
Probemessungen werden nach dem folgenden Verfahren erhalten:

1. Eine typische Probe wird aus einer Folie ohne Öffnungen geschnitten, wobei die Probe Abmessungen von ungefähr 2,5 cm × 5 cm aufweist.
2. Die Probe wird auf die Probenplattform gegeben. Doppelseitiges Klebeband wird verwendet, um die Probe auf der Plattform zu befestigen und die Probe flach zu halten.
3. Ein 4-μL-Tröpfchen entionisiertes Wasser wird auf die Probe gegeben.
4. Die Position der Plattform wird angepasst (vertikal und horizontal) und fokussiert, um eine genaue Sicht auf das Tröpfchen zu bekommen.
5. Der Kontaktwinkel wird gemessen und erfasst, nachdem sich das Wassertröpfchen 3 Minuten lang auf der Probe befunden hat, um ein Ausbalancieren der Probe sicherzustellen.
6. Die Schritte 1–5 werden für jede getestete Probe 3 Mal wiederholt.
7. Für jede Probe wird der durchschnittliche Kontaktwinkel berechnet.

Claims

Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die zum Gebrauch als Oberschicht auf einem absorbierenden Artikel geeignet ist, wobei die Bahn Folgendes umfasst: eine erste Schicht; und eine zweite Schicht; wobei eine der ersten Schicht und der zweiten Schicht ein hydrophiles Blockcopolymer aus einem Polyether und einem weiteren Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyester, einem Polyamid und einem Polyurethan, umfasst und die andere der ersten und zweiten Schicht eine polymere hydrophobe Schicht umfasst, wobei die hydrophobe Schicht vorzugsweise Polyethylen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die geformte Folienbahn eine Vielzahl an Mikro- und Makroöffnungen aufweist, wobei die Innenoberflächen der Mikroöffnungen überwiegend hydrophil sind, und wobei die Öffnungen eine Vielzahl von Fluiddurchgangsstellen bilden, die die ersten und zweiten Oberflächen in Fluid-Verbindung miteinander bringen.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht ein hydrophiles Blockcopolymer aus einem Polyether und einem weiteren Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyester, einem Polyamid und einem Polyurethan, umfasst und die zweite Schicht hydrophob ist.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht hydrophob ist und die zweite Schicht ein hydrophiles Blockcopolymer aus einem Polyether und einem weiteren Polymer, ausgewählt aus der Grup pe, bestehend aus einem Polyester, einem Polyamid und einem Polyurethan, umfasst.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach Anspruch 1, wobei die geformte Folienbahn eine Doppelschichtstruktur umfasst und die erste Schicht ein hydrophobes Polyester umfasst und die zweite Schicht ein hydrophiles Blockcopolymer aus einem Polyether und einem Polyester umfasst.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn ferner mindestens eine Zwischenschicht umfasst.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach Anspruch 5, wobei die Zwischenschicht eine Verbindungsschicht ist, die ein polymeres Material umfasst, das sich sowohl mit der ersten als auch der zweiten Schicht mithilfe von Verbindungsmitteln, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus chemischen Bindungen, physikalischer Verhakung von Polymerketten und Kombinationen von chemischer Bindung und physikalischer Verhakung, verbinden kann, wobei die Verbindungsschicht vorzugsweise ein Polymer umfasst, das ein Monomer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend, aus anhydridmodifiziertem Ethylenmethylacrylat, anhydridmodifiziertem Ethylenvinylacetat, anhydridmodifizierten Polyolefinen und Mischungen davon, umfasst.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach Anspruch 1, wobei die Makroöffnungen eine Negativform-Konfiguration bezüglich der ersten Oberfläche aufweisen.
Öffnungen aufweisende geformte Folienbahn nach Anspruch 1, wobei die Mikroöffnungen eine Positivform-Konfiguration bezüglich der ersten Oberfläche aufweisen.