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GESCHLITZER ELASTISCHER VLIESSCHICHTSTOFF - Dokument DE69523328T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69523328T2 25.07.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0783405
Titel GESCHLITZER ELASTISCHER VLIESSCHICHTSTOFF
Anmelder Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah, Wis., US
Erfinder ABUTO, Paul, Frank, Alpharetta, US;
DIAMOND, Edward, Andrew, Roswell, US;
LEVY, Lisa, Ruth, Sugar Hill, US;
SMITH, Clark, Stephen, Atlanta, US
Vertreter Diehl, Glaeser, Hiltl & Partner, 80333 München
DE-Aktenzeichen 69523328
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.08.1995
EP-Aktenzeichen 959294588
WO-Anmeldetag 11.08.1995
PCT-Aktenzeichen PCT/US95/10174
WO-Veröffentlichungsnummer 0009610481
WO-Veröffentlichungsdatum 11.04.1996
EP-Offenlegungsdatum 16.07.1997
EP date of grant 17.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.07.2002
IPC-Hauptklasse B32B 5/04
IPC-Nebenklasse B32B 3/24   D04H 13/00   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft elastische Faservlieslaminate. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung elastische Faservlieslaminate, die in zwei Richtungen elastisch sind durch die Verwendung von mindestens einer Faservliesschicht, die eine Mehrzahl von Schlitzen enthält und die gedehnt wird, während sie auf eine Substratschicht aufgebracht wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Faservliesbahnen werden in einer ständig ansteigenden Zahl von Anwendungen eingesetzt. Beispiele für solche Anwendungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Arbeitsbekleidung und andere Arten von Bekleidung, insbesondere wenn solche Produkte beschränkt verwendbar oder Wegwerfprodukte sind. Andere Anwendungen umfassen Artikel aus dem Gesundheitsbereich wie z. B. medizinische oder Verbandstoffe, Mäntel, Schutzmasken, Fußbekleidung und Kopfbedeckungen, und Hygieneprodukte wie z. B. Windeln, Trainingshöschen, Inkontinenzartikel, Damenbinden, Bandagen und Tücher. Bei vielen von diesen und anderen Anwendungen besteht oft ein Bedarf an einer Faservliesbahn, die von elastischer Natur ist. Mit elastisch ist ein Material gemeint, das eine entspannte oder erste Länge aufweist und das fähig ist, auf eine zweite Länge gedehnt oder ausgedehnt zu werden, und dann ist das Material bei Nachlassen der Dehnungskräfte fähig, sich zurück auf eine dritte Länge zusammenzuziehen, die gleich oder größer als die erste Länge, aber kleiner als die zweite Länge ist.

Es gibt viele Beispiele für Faservliesbahnen und Laminate, die dehnbar und/oder elastisch sind. Dehnbare Materialien sind von elastischen Materialien dadurch unterscheidbar, dass dehnbare Materialien in der Länge ausgedehnt werden können, sich aber nicht unbedingt wieder von ihrer ausgedehnten Länge zusammenziehen. Die Verfahren zur Herstellung solcher elastischen Materialien sind verschieden. Es ist möglich, elastische Filme und elastische Faservliesbahnen herzustellen. Diese elastischen Filme und Vliese weisen oft elastische Eigenschaften in mehrere Richtungen auf, aber oftmals fehlen ihnen andere Eigenschaften, die sie als Endprodukte oder Bestandteile von Endprodukten verwendbar machen würden. Als Folge davon war eine Lösung, solche elastischen Materialien in Laminate einzubauen. Der eingetragene Inhaber dieses Patentes, die Kimberly-Clark Corporation, stellt eine Vielzahl von Materialien her, die dehnungsgebundene Laminate genannt werden, und bei denen eine oder mehrere zusammenziehbare Schichten an beabstandeten Punkten auf eine elastische Schicht aufgebracht werden, während die elastische Schicht in einem ausgedehnten Zustand ist. Wenn die zusammenziehbaren Schichten sicher an der elastischen Schicht befestigt worden sind, wird die elastische Schicht entspannt, wodurch eine Mehrzahl von Fältchen oder Kräuselfalten in der äußeren Schicht oder den äußeren Schichten gebildet werden, und wodurch ein Laminat gebildet wird, das in mindestens eine Richtung dehnbar und elastisch ist. Im Gegensatz dazu wäre es allerdings erstrebenswert, ein elastisches Vlieslaminat zu haben, das flacher und ohne Falten wäre, aber dennoch elastische Eigenschaften aufwiese.

Es ist auch möglich, Laminate zu schaffen, die elastische Eigenschaften in zwei Richtungen aufweisen, allerdings sind die Verfahren zur Herstellung solcher Materialien wesentlich komplizierter. Ein Verfahren wird Streckverbinden genannt, wobei die äußeren Schichten gedehnt werden, bis sie "eingeschnürt" in der Maschinenquerrichtung sind, bevor sie auf die elastische innere Schicht aufgebracht werden. In der Folge wird das Laminat quer zur Maschinenrichtung dehnbar.

Aus US-A-4,036,233 ist eine Wegwerfwindel bekannt, die eine Deckschicht und eine Trägerschicht aufweist, von denen eine dehnbar ist. Die jeweils andere von Deckschicht und Trägerschicht ist nicht dehnbar und beide erstrecken sich über die Ränder eines saugfähigen Materials hinaus, das dazwischen eingeschlossen ist, um einen Taillenbund bereitzustellen. Die nicht dehnbare Schicht ist mit Öffnungen versehen, um ein Dehnen des Taillenbundes zu ermöglichen.

US-A-4,731,066 lehrt eine elastische laminierte Wegwerfwindel mit einer flüssigkeitsundurchlässigen Unterlage, die aus einem anfangs geschmolzenen extrudierten elastischen Film, einem saugfähigen Kern, der dazwischen eingeschlossen ist, und einer flüssigkeitsdurchlässigen Auflage hergestellt ist. Im Taillenbundbereich sind Schlitze oder Öffnungen bereitgestellt, um eine Dehnbarkeit im Taillenbundbereich bereitzustellen.

Aus EP-A-0 312 071 ist ein Windelartikel mit einer elastischen Taillenbahn bekannt. Dieser Artikel umfasst eine Trägerschicht, die mindestens einen Taillenbundabschnitt des Artikels begrenzt. Eine flüssigkeitsundurchlässige Deckschicht ist in gegenüberliegender Beziehung mit einer inneren Oberfläche der Trägerschicht angeordnet und ein Saugkörper ist dazwischen eingeschlossen. Ein elastisches Element, das mit dem Taillenbundabschnitt verbunden ist, ist so aufgebaut, dass es den Taillenbundabschnitt kräuselt, zum Beispiel indem eine Mehrzahl von Schlitzen bereitgestellt wird.

Aus WO 95/29810, welches ein Dokument unter Artikel 54(3) EPC ist, sind elastische Faservliesbahnlaminate bekannt, die elastische Eigenschaften in mindestens eine Richtung aufweisen durch die Verwendung von mindestens einer Faservliesbahnauflageschicht, die eine Mehrzahl von Schlitzen enthält.

Trotz der vorangegangenen Verfahren zur Bildung von elastischen Laminaten besteht ein Bedarf an noch zusätzlichen Verfahren, die schnell und einfach elastische Laminate schaffen können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Offenbart wird hier ein elastisches Faservlieslaminat, das in zwei Richtungen elastisch ist durch die Verwendung von mindestens einer Faservliesschicht, die eine Mehrzahl von Schlitzen enthält und die quergestreckt ist und daher in eine Richtung parallel zu den Schlitzen ausdehnbar ist. Herkömmliche Elastomervlieslaminate weisen typischerweise eine elastische Schicht und eine nicht elastische Schicht auf, wobei die nicht elastische Schicht an die elastische Schicht an einer Mehrzahl von beabstandeten Stellen gebunden wird, während die elastische Schicht in einem gedehnten Zustand ist. In der Folge zieht sich, wenn die Dehnkräfte losgelassen werden, das Laminat zusammen, und die nicht elastische Schicht zieht Falten oder kräuselt sich und schafft dadurch eine gewellte Oberfläche. Die vorliegende Erfindung verwendet eine Vliesauflageschicht, die eine Mehrzahl von Schlitzen enthält und mit einer elastischen Substratschicht verbunden wird, während die elastische Substratschicht in einem entspannten Zustand ist. Wenn die zwei Schichten miteinander laminiert worden sind, kann das Laminat oder der Verbundstoff in eine Richtung gedehnt werden, die im Allgemeinen senkrecht zur Richtung der Schlitze in der Vliesauflageschicht ist. Zugleich weist das Laminat, weil es keine Fältchen oder Falten gibt, eine flache Oberfläche und somit eine ästhetisch ansprechende Erscheinung sowohl im gedehnten als auch im ungedehnten Zustand auf.

Das elastische Faservlieslaminat umfasst eine elastische Substratschicht und eine erste Vliesauflageschicht, die auf die elastische Substratschicht aufgebracht ist, um ein Laminat zu bilden. Die erste Vliesauflageschicht umfasst eine Mehrzahl von Schlitzen, die so erzeugt werden, dass der Winkel zwischen der Längsachse der Schlitze und der vorgesehenen Dehnrichtung zwischen 60º und 120º beträgt. Die Schlitze in der ersten Vliesauflageschicht können durchgehende Schlitze sein, um eine Mehrzahl von engen Streifen von Vliesauflagematerial zu bilden, oder die Schlitze können unterbrochen sein in verschiedenen Mustern, einschließlich aber nicht beschränkt auf ein überlappendes Ziegelmuster. Es ist auch möglich, unterbrochene Schlitze in einer Anzahl von Richtungen in der Vliesauflageschicht zu erzeugen. Eine noch weitere Alternative ist, Schlitze zu erzeugen, die eine Kombination aus durchgehenden und unterbrochenen Schlitzen sind.

In der am meisten grundlegenden Form wird die erste Vliesauflageschicht auf die elastische Substratschicht aufgebracht, während sich die elastische Substratschicht in einem nicht gedehnten Zustand befindet, um ein zweischichtiges Laminat zu erzeugen. Wenn das Laminat gebildet worden ist, ist es möglich, das Laminat in eine Richtung auszudehnen, die im Allgemeinen senkrecht zur Richtung der Schlitze ist. Elastische Eigenschaften in eine zweite Richtung können dem Laminat verliehen werden durch Dehnen der elastischen Substratschicht, bevor sie auf die erste Vliesauflageschicht aufgebracht wird. Im Allgemeinen wird dieses Dehnen in eine Richtung erfolgen, die parallel zur Richtung der Schlitze in der ersten Vliesauflageschicht ist. In der Folge wird, wenn die zwei Schichten aufeinander aufgebracht worden sind, die erste Vliesauflageschicht eine Mehrzahl von Fältchen oder Kräuselfalten aufweisen, was eine Dehnung des Laminates in dieselbe Richtung ermöglichen wird, in die die elastische Substratschicht vor ihrer Aufbringung auf die erste Vliesauflageschicht gedehnt worden ist. Dasselbe Laminat wird auch elastische Eigenschaften in die andere Richtung aufweisen durch die Dehnung der Schlitze, wenn Dehnkräfte auf das Laminat in eine Richtung angelegt werden, die im Allgemeinen senkrecht auf die Richtung der Schlitze ist. Außer der Erzeugung eines zweischichtigen Laminates ist es auch möglich, ein dreischichtiges Laminat zu erzeugen durch Aufbringen einer zweiten, mit Schlitzen versehenen Faservliesauflageschicht auf eine Oberfläche der elastischen Substratschicht, die der ersten Vliesauflageschicht gegenüberliegt.

Das Verfahren zur Bildung solcher elastischer Faservlieslaminate umfasst das Erzeugen einer ersten Mehrzahl von Schlitzen in einer ersten Vliesauflageschicht und dann das Aufbringen einer elastischen Substratschicht auf die erste Vliesauflageschicht. Wenn gewünscht kann eine zweite Mehrzahl von Schlitzen in einer zweiten Vliesauflageschicht erzeugt werden. Diese zweite Vliesauflageschicht kann dann auf eine Oberfläche der elastischen Substratschicht aufgebracht werden, die der ersten Vliesauflageschicht gegenüberliegt, um ein dreischichtiges Laminat zu bilden. Als noch weitere Abwandlung des Verfahrens ist es möglich, die elastische Substratschicht zu dehnen und dann die Vliesauflageschichten auf die elastischen Substratschichten aufzubringen, während die elastische Substratschicht sich in einem gedehnten Zustand befindet. In der Folge können elastische Eigenschaften in zwei Richtungen verliehen werden, wobei die elastischen Eigenschaften in eine Richtung abhängig sind von der Bildung der Schlitze in den Vliesauflageschichten und die elastischen Eigenschaften in die andere Richtung abhängig sind von der Dehnung der elastischen Substratschicht vor ihrer Aufbringung auf die Vliesauflageschichten.

Ein anderes Verfahren zur Bildung eines elastischen Faservlieslaminates umfasst das Bereitstellen einer ersten Vliesauflageschicht, die eine Mehrzahl von Schlitzen darin ausgebildet aufweist. Eine Dehnkraft wird auf die erste Vliesauflageschicht in eine Richtung angelegt, die im Allgemeinen senkrecht auf die Richtung der Schlitze ist, um die erste Vliesauflageschicht zu strecken. Die Mehrzahl von Schlitzen kann in der ersten Vliesauflageschicht bereit gestellt werden entweder bevor oder nachdem die Schicht "quergestreckt" worden ist. Die ausgedehnte erste Vliesauflageschicht, die die Mehrzahl von Schlitzen enthält, wird dann auf eine elastische Substratschicht aufgebracht, um das Laminat zu bilden. Wenn gewünscht kann eine zweite Vliesauflageschicht, die ebenfalls eine Mehrzahl von Schlitzen darin definiert, ebenfalls quergestreckt und auf eine Oberfläche der elastischen Substratschicht aufgebracht werden, die der ausgedehnten ersten Vliesauflageschicht gegenüberliegt.

Laminate, wie sie z. B. oben und nachfolgend genauer beschrieben sind, sind geeignet für eine große Vielzahl der verschiedenen oben erwähnten Anwendungen, von denen die meisten Bestandteile von Hygieneprodukten umfassen einschließlich Windeln, Trainingshöschen, Inkontinenzartikel, Damenbinden, Bandagen und ähnliches.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines mit Schlitzen versehenen elastischen Faservlieslaminates gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein mit Schlitzen versehenes elastisches Faservlieslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung, das entlang der Linie B-B gedehnt wird.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf ein anderes, mit Schlitzen versehenes elastisches Faservlieslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt das mit Schlitzen versehene elastische Faservlieslaminat von Fig. 3, während es entlang der Linie B-B gedehnt wird.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf ein anderes, mit Schlitzen versehenes elastisches Faservlieslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt das mit Schlitzen versehene elastische Faservlieslaminat von Fig. 5, während es entlang der Linien A-A und B-B gedehnt wird.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines noch anderen, mit Schlitzen versehenen elastischen Faservlieslaminates gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 ist eine schematische Seitenansicht eines Verfahrens zur Bildung eines mit Schlitzen versehenen elastischen Faservlieslaminates gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 ist eine schematische Seitenansicht eines anderen Verfahrens zur Bildung eines mit Schlitzen versehenen elastischen Faservlieslaminates gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 ist eine schematische Seitenansicht eines Verfahrens zur Bildung eines mit Schlitzen versehenen elastischen Faservlieslaminates gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 ist eine Draufsicht auf ein mit Schlitzen versehenes elastisches Faservlieslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 ist eine Draufsicht auf ein anderes, mit Schlitzen versehenes elastisches Faservlieslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein elastisches Faservlieslaminat 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, das eine elastische Substratschicht 12 und mindestens eine erste Faservliesbahnauflageschicht 14 umfasst. Wenn gewünscht können zusätzliche Schichten auf das Laminat 10 aufgebracht werden, wie zum Beispiel eine zweite Faservliesauflageschicht 16 auf eine Oberfläche der elastischen Substratschicht 12, die der ersten Auflageschicht 14 gegenüberliegt. Aus Gründen der Klarheit wird sich der Ausdruck "Schicht" allgemein auf ein einzelnes Stück Material beziehen, aber derselbe Ausdruck sollte auch so verstanden werden, dass er mehrere Teile oder Lagen von Material bedeutet, die miteinander eine oder mehrere der hier beschriebenen "Schichten" bilden.

Die elastische Substratschicht 12 kann aus jedem beliebigen Material oder Materialien hergestellt sein, die in mindestens eine Richtung elastisch sind und noch wünschenswerter aus Materialien, die in zwei oder mehrere Richtungen elastisch sind. Ein Material oder eine Schicht gilt als "elastisch" oder mit "elastischen Eigenschaften" für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, wenn sie fähig ist, von einer ersten und im Allgemeinen entspannten (keine äußere Dehnkraft) Länge auf eine zweite oder ausgedehnte Länge gedehnt oder ausgedehnt zu werden, die mindestens zweimal der ersten Länge entspricht, und sich dann bei Nachlassen der Dehnkräfte auf eine dritte Länge zusammenziehen, die nicht größer als 110 Prozent der ersten Länge ist, oder anders gesagt die dritte Länge ist nicht größer als 1,1 Mal die erste Länge. Somit wäre als Beispiel ein Material oder eine Schicht elastisch, wenn sie eine ursprüngliche Länge von 100 Zentimetern aufwiese, auf eine Länge von mindestens 200 Zentimetern gedehnt werden könnte und sich dann bei Nachlassen der Dehnkräfte auf eine Länge zusammenziehen würde, die nicht größer als 110 Zentimeter wäre. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung gilt ein Laminat 10 als "elastisch" oder mit "elastischen Eigenschaften", wenn das Laminat fähig ist, von einer ersten Länge auf eine zweite und ausgedehnte Länge gedehnt zu werden, die mindestens 1,4 Mal der ersten Länge entspricht, und sich dann bei Nachlassen der Dehnkräfte auf eine dritte Länge zusammenzieht, die nicht größer als 1,1 Mal die erste Länge ist. Somit hätte als Beispiel ein Laminat "elastische Eigenschaften", wenn es eine ursprüngliche Länge von 100 Zentimetern aufwiese, auf eine Länge von mindestens 140 Zentimetern gedehnt werden könnte und sich dann bei Nachlassen der Dehnkräfte auf eine Länge zusammenziehen würde, die nicht größer als 110 Zentimeter ist.

Geeignete elastische Materialien für die Substratschicht 12 umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, elastische Fäden oder Garne, elastische Filme, elastische Vliesbahnen und elastische Gewebebahnen, sowie Kombinationen aus den zuvor genannten Materialien. Allgemein gesprochen können die elastischen oder elastomeren Bahnen jede beliebige Elastomervliesfaserbahn, Elastomermaschenware, Elastomerwebstoff oder jedes andere elastische Material sein, das elastische Eigenschaften aufweist. Beispiele für Elastomermaschenwaren sind Maschenwaren, die unter Verwendung von Elastomerfäden oder -garnen hergestellt wurden, die Dehnungs- und Erholungseigenschaften in mindestens eine Richtung aufweisen. Beispiele für Elastomerwebstoffe sind Stoffe mit Elastomerkett- und/oder -schussfäden oder -garnen wie z. B. Polyurethanfäden, die Dehnungs- und Erholungseigenschaften in mindestens eine Richtung aufweisen. Erwünschterweise kann die elastische Substratschicht aus einer Elastomervliesbahn, wie z. B. einer Elastomervliesbahn aus spinngebundenen Filamenten oder einer Elastomervliesbahn aus schmelzgeblasenen Fasern hergestellt werden.

Im Allgemeinen können alle elastomerfaserbildenden Harze oder Gemische, die diese enthalten, verwendet werden, um die Vliesbahnen aus Elastomerfasern der vorliegenden Erfindung zu bilden. Zum Beispiel können geeignete elastomerfaserbildende Harze Blockcopolymere mit der allgemeinen Formel A-B-A' oder A-B einschließen, wobei A und A' jeweils ein thermoplastischer Polymerendblock sind, der einen Styrenanteil wie z. B. ein Poly(vinylaren) enthält, und wobei B ein Elastomerpolymermittelblock wie z. B. ein konjugiertes Dien oder ein niedrigeres Alkenpolymer ist. Blockcopolymere vom Typ A-B-A' können verschiedene oder dieselben thermoplastischen Blockpolymere für den A- und A'-Block aufweisen, und diese Blockcopolymere sollen lineare, verzweigte und radiale Blockcopolymere umfassen. In diesem Zusammenhang können die radialen Blockcopolymere als (A- B)m-X bezeichnet werden, wobei X ein polyfunktionales Atom oder Molekül ist und wobei jedes (A-B)m- von X auf eine solche Weise ausstrahlt, dass A ein Endblock ist. Im radialen Blockcopolymer kann X ein organisches oder anorganisches polyfunktionales Atom oder Molekül sein, und m ist eine ganze Zahl, die den selben Wert aufweist wie die funktionelle Gruppe, die ursprünglich in X vorliegt. Üblicherweise ist sie mindestens 3 und häufig 4 oder 5, ist aber nicht darauf beschränkt. Somit soll in der vorliegenden Erfindung der Ausdruck "Blockcopolymer" und insbesondere "A-B-A'" und "A-B"-Blockcopolymer alle Blockcopolymere umfassen, die solche gummiartigen Blöcke und thermoplastischen Blöcke, wie zuvor besprochen, aufweisen, die extrudiert werden können (z. B. durch Schmelzblasen), und ohne Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der Blöcke. Die Elastomervliesbahn kann zum Beispiel aus Elastomer- (Polystyren/Poly(ethylen-butylen)/Polystyren)-Blockcopolymeren gebildet werden, die erhältlich sind von der Shell Chemical Company aus Houston, Texas unter der Handelsbezeichnung KRATON® G. Ein solches Blockcopolymer kann zum Beispiel das Copolymer KRATON® G-1657 sein.

Andere Beispiele für Elastomermaterialien, die verwendet werden können, um eine Elastomervliesbahn zu bilden, umfassen Polyurethanelastomermaterialien, wie zum Beispiel jene, die erhältlich sind unter der Handelsbezeichnung ESTANE von B. F. Goodrich & Co., Polyamidelastomermaterialien, wie zum Beispiel jene, die erhältlich sind unter der Handelsbezeichnung PEBAX von der Rilsan Company, und Polyesterelastomermaterialien, wie zum Beispiel jene, die erhältlich sind unter der Handelsbezeichnung HYTREL® VON E. I. DuPont De Nemours & Company. Die Bildung einer Elastomervliesbahn aus Polyesterelastomermaterialien ist zum Beispiel in US- Patent Nr. 4,741,949 an Morman et al. offenbart. Elastomervliesbahnen können auch aus Elastomercopolymeren aus Ethylen und mindestens einem Vinylmonomer, wie zum Beispiel Vinylacetaten, ungesättigten aliphatischen Monocarboxylsäuren und Estern von solchen Monocarboxylsäuren gebildet werden. Die Elastomercopolymere und die Bildung von Elastomervliesbahnen aus diesen Elastomercopolymeren sind zum Beispiel in US-Patent Nr. 4,803,117 offenbart.

Verarbeitungshilfsmittel können zu dem Elastomerpolymer hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann ein Polyolefin mit dem Elastomerpolymer (z. B. dem A-B-A Elastomerblockcopolymer) gemischt werden, um die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung zu verbessern. Das Polyolefin muss eines sein, das, wenn es so gemischt und einer angemessenen Kombination aus erhöhten Druck- und erhöhten Temperaturbedingungen unterzogen wird, in gemischter Form mit dem Elastomerpolymer extrudierbar ist. Zum Mischen verwendbare Polyolefinmaterialien umfassen zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen und Polybuten, einschließlich Ethylencopolymere, Propylencopolymere und Butencopolymere. Ein besonders nützliches Polyethylen ist erhältlich von der U. S. I. Chemical Company unter der Handelsbezeichnung Petrothene NA 601. Zwei oder mehrere der Polyolefine können verwendet werden. Extrudierbare Mischungen aus Elastomerpolymeren und Polyolefinen sind zum Beispiel in US-Patent Nr. 4,663,220 an Wisneski et al. offenbart.

Die Elastomervliesbahn kann auch eine selbsthaftende Elastomerklebstoffbahn sein. Zum Beispiel kann das Elastomermaterial selbst klebrig sein oder als Alternative kann ein verträgliches, klebrigmachendes Harz zu den extrudierbaren Elastomerzusammensetzungen, die oben beschrieben sind, hinzugefügt werden, um eine Elastomerbahn bereitzustellen, die als selbsthaftender Kleber auftreten kann, z. B. um die Elastomerbahn an eine der Fäservliesauflageschichten zu binden. Im Zusammenhang mit den klebrigmachenden Harzen und klebrig gemachten, extrudierbaren Elastomerzusammensetzungen sind die Harze und Zusammensetzungen zu beachten, wie in US-Patent Nr. 4,787,699 an Kieffer offenbart.

Jedes beliebige klebrigmachende Harz kann verwendet werden, das mit dem Elastomerpolymer verträglich ist und das die hohen Verarbeitungs- (z. B. Extrusions-)temperaturen aushält. Wenn das Elastomerpolymer (z. B. A-B-A Elastomerblockcopolymer) mit Verarbeitungshilfsmitteln, wie zum Beispiel Polyolefinen oder Extenderweichmacherölen gemischt wird, sollte das klebrigmachende Harz ebenfalls mit diesen Verarbeitungshilfsmitteln verträglich sein. Im Allgemeinen sind hydrierte Kohlenwasserstoffharze bevorzugte, klebrigmachende Harze auf Grund ihrer besseren Temperaturstabilität. Klebrigmacher aus der Serie REGALREZ® und ARKON® P sind Beispiele für hydrierte Kohlenwasserstoffharze. ZONATAK® 501 Leichtpolymer ist ein Beispiel für einen Terpenkohlenwasserstoff und ist erhältlich von Arizona Chemical Company aus Wayne, New Jersey. REGALREZ® Kohlenwasserstoffharze sind erhältlich von Hercules Incorporated aus Wilmington, Delaware. Harze aus der Serie ARKON® P sind erhältlich von Arakawa Chemical (U.S.A.) Incorporated.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung dieser speziellen klebrigmachenden Harze beschränkt, und andere klebrigmachende Harze, die mit den anderen Bestandteilen der Zusammensetzung verträglich sind und die die hohen Verarbeitungstemperaturen aushalten, können ebenfalls verwendet werden.

Der Elastomerstoff kann auch ein mehrschichtiges Material sein, das zwei oder mehrere einzelne kohärente Bahnen und/oder Filme enthält. Zusätzlich kann der Elastomerstoff ein mehrschichtiges Material sein, bei dem eine oder mehrere der Schichten eine Mischung von elastomeren und nicht elastomeren Fasern oder Teilchen enthält. Als Beispiel für den letzteren Typ von Elastomerbahn wird Bezug genommen auf US-Patent Nr. 4,209,563 an Sisson, bei dem elastomere und nicht elastomere Fasern vermischt werden, um eine einzelne kohärente Bahn aus ungeordnet verteilten Fasern zu bilden. Ein anderes Beispiel für eine solche Elastomerverbundbahn wäre eine, die durch eine Technik hergestellt wird, wie in US-Patent Nr. 4,741,949 an Morman et al. und US-Patent Nr. 4,100,324 an Anderson et al. und 4,803,117 an Daponte offenbart. Diese Patente offenbaren Vliesmaterialien, die eine Mischung aus schmelzgeblasenen thermoplastischen Fasern und anderen Materialien umfassen. Solche Mischungen können gebildet werden, indem Fasern und/oder Teilchen in den Gasstrom hinzugefügt werden, in dem die schmelzgeblasenen Elastomerfasern getragen werden, so dass ein enges verwirbeltes Vermischen der schmelzgeblasenen Elastomerfasern und anderen Materialien vor dem Sammeln der schmelzgeblasenen Fasern auf einer Sammelvorrichtung stattfindet, um eine kohärente Bahn von unregelmäßig verteilten, schmelzgeblasenen Fasern und anderen Materialien zu bilden. Nützliche Materialien, die in solchen Vlieselastomerverbundbahnen verwendet werden können, umfassen zum Beispiel Zellstofffasern, Stapellängefasern von natürlichen und synthetischen Quellen (z. B. Baumwolle, Wolle, Asbest, Reyon, Polyester, Polyamid, Glas, Polyolefin, Zellulosederivate und ähnliches), nicht elastische schmelzgeblasene Fasern, Mehrkomponentenfasern, saugfähige Fasern, elektrisch leitende Fasern und Teilchen, wie zum Beispiel Aktivkohle, Tone, Stärken, Metalloxide, supersaugfähige Materialien und Mischungen von solchen Materialien. Andere Arten von Vlieselastomerverbundbahnen können verwendet werden. Zum Beispiel kann eine hydraulisch verwirbelte Vlieselastomerverbundbahn verwendet werden, wie in US-Patent Nr. 4,879,170 und 4,939,016 an Radwanski et al. offenbart.

Wenn die Elastomervliesbahn eine Elastomervliesbahn aus schmelzgeblasenen Fasern ist, kann der Durchmesser der schmelzgeblasenen Fasern zum Beispiel im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 100 Mikrometer liegen. Wenn allerdings Barriereeigenschaften im fertiggestellten Laminat von Bedeutung sind (zum Beispiel wenn es wichtig ist, dass das Endlaminatmaterial eine erhöhte Opazität und/oder Isolation und/oder schmutzabweisende Eigenschaft und/oder flüssigkeitsabweisende Eigenschaft aufweist), dann können feinere Fasern verwendet werden, die zum Beispiel im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 20 Mikrometer liegen.

Das Flächengewicht des Elastomerstoffes kann im Bereich von etwa 5 bis etwa 250 Gramm pro Quadratmeter liegen. Das Flächengewicht kann allerdings variiert werden, um gewünschte Eigenschaften bereitzustellen, einschließlich Erholungs- und Barriereeigenschaften, und erwünschterweise kann das Flächengewicht des Elastomerstoffes im Bereich von etwa 30 bis etwa 100 Gramm pro Quadratmeter liegen. Noch genauer gesagt kann das Flächengewicht des Elastomerstoffes im Bereich von etwa 35 bis etwa 70 Gramm pro Quadratmeter liegen. Die extreme Dünne der Elastomervliesbahnen mit geringem Flächengewicht, die in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können, würde die Materialeigenschaften von Fall und Anpassungsfähigkeit verbessern.

Zusätzlich zu elastischen Filmen und Vliesmaterialien können auch elastische Gewebe bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Gewebte Materialien unterscheiden sich von Vliesmaterialien durch das genaue und einheitliche Muster, durch das die Fasern, Fäden oder Filamente verwickelt sind. Dagegen sind Vliesmaterialien aus Fasern gebildet, die zumindest anfänglich in einem ungeordneten Muster abgelegt werden und dann üblicherweise weiter verfestigt durch erhöhte Verwirbelung, wie z. B. durch Hydrovernadeln und/oder Verbinden der Fasern miteinander.

Außer dass sie elastisch sein muss, ist die einzige andere Anforderung an die Substratschicht 12, dass sie auf die Auflageschichten 14 und 16 aufgebracht werden kann. Wenn gewünscht ist, dass das gesamte Laminat 10 atmungsaktiv ist, ist es allgemein erwünscht, die elastische Substratschicht aus einem Vlies oder Gewebe herzustellen, obwohl es auch möglich ist, Filme atmungsaktiv zu machen, wie zum Beispiel durch Perforieren der Filme.

Auf die elastische Substratschicht 12 wird mindestens eine erste Faservliesbahnauflageschicht 14 aufgebracht. Im Allgemeinen wird die Auflageschicht 14 insofern nicht elastisch sein, als sie nicht den Anforderungen der zuvor erwähnten Definition eines elastischen Materials entspricht, bevor sie mit Schlitzen versehen wird. Allerdings kann die Auflageschicht 14 so wie die Auflageschicht 16 insofern dehnbar, nachgiebig oder ausdehnbar sein, als ihre Größe in eine oder mehrere Richtungen erhöht werden kann durch Anlegen einer Dehnkraft auf das Material. Die "quergestreckten" Materialien, die nachfolgend beschrieben sind, sind ein Beispiel für solche Materialien. Das Flächengewicht der Auflageschicht 14 hängt vom jeweiligen Endgebrauch ab. Das Verfahren, das angewendet wird, um die Faservliesbahnauflageschicht zu bilden, bleibt dem Hersteller überlassen und hängt von den Parametern des gesamten Laminates 10 und/oder des bestimmten Endproduktes ab.

Allgemein ist festgestellt worden, dass gebundene kardierte Bahnen und spinngebundene Bahnen besonders gut als Auflageschichten funktionieren. Die Eigenschaften dieser Bahnen können weiter verbessert werden, indem die Bahnen ganz oder zum Teil aus Mehrkonstituenten- und/oder Mehrkomponentenfasern wie z. B. Bikonstituenten- und Bikomponentenfasern gebildet werden. Bikonstituentenfasern werden aus einer homogenen Mischung aus zwei verschiedenen Polymeren extrudiert. Solche Fasern verbinden die Eigenschaften von zwei Polymeren in einer einzigen Faser. Bikomponenten- oder Verbundfasern werden aus zwei oder mehreren Polymerarten in bestimmten Bereichen der Faser zusammengesetzt wie z. B. in einer Seite-an-Seite- oder Hülle-Kern-Anordnung.

Die Verfahren, die verwendet werden, um die Faservliesbahnauflageschichten zu bilden, umfassen jene, die zu einem Material führen, das, wie nachfolgend weiter beschrieben, den notwendigen Bereich an physikalischen Eigenschaften aufweist. Geeignete Verfahren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Luftablegen, Spinnbinden und Bildungsverfahren für gebundene kardierte Bahnen. Spinngebundene Vliesbahnen werden aus Fasern hergestellt, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials als Filamente aus einer Mehrzahl von feinen Kapillaren in einer Spinndüse gebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann rasch verringert wird, zum Beispiel durch nicht saugendes oder saugendes Flüssigkeitsziehen oder andere gut bekannte Spinnbindemechanismen. Die Herstellung von spinngebundenen Vliesbahnen ist in Patenten wie z. B. Appel et al. US-Patent 4,340,563; Dorschner et al. US-Patent 3,692,618; Kinney US-Patent Nr. 3,338,992 und 3,341,394; Levy US-Patent Nr. 3,276,944; Peterson US-Patent 3,502,538; Hartman US-Patent 3,502,763 und Dobo et al. US- Patent Nr. 3,542,615 dargestellt.

Das Spinnbindeverfahren kann auch angewendet werden, um spinngebundene Bikomponentenyliesbahnen zu bilden, wie zum Beispiel aus spinngebundenen Seite-an-Seite Polyethylen/Polypropylen-Bikomponentenfasern. Das Verfahren zur Bildung solcher Fasern und daraus entstehenden Bahnen umfasst die Verwendung eines Paares von Extrudern, um getrennt sowohl das Polyethylen als auch das Polypropylen zu einer Bikomponentenspinndüse zu leiten. Spinndüsen zur Herstellung von Bikomponentenfasern sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und werden daher hier nicht genau beschrieben. Im Allgemeinen umfasst die Spinndüse ein Gehäuse, das ein Spinnbündel enthält, das eine Mehrzahl von Platten enthält, die ein Muster von Öffnungen so angeordnet aufweisen, dass sie Fließwege erzeugen, um die Polymere mit hoher Schmelztemperatur und niedriger Schmelztemperatur zu jeder faserbildenden Öffnung in der Spinndüse zu leiten. Die Spinndüse weist Öffnungen in einer oder mehreren Reihen angeordnet auf, und die Öffnungen bilden einen sich nach unten erstreckenden Vorhang von Fasern, wenn die Polymere durch die Spinndüse extrudiert werden. Wenn der Vorhang von Fasern die Spinndüse verlässt, werden sie von einem Löschgas erfasst, das zumindest teilweise die Fasern abschreckt und eine verborgene spiralige Kräuselung in den sich erstreckenden Fasern entwickelt. Oftmals wird die Löschluft im Wesentlichen senkrecht auf die Länge der Fasern bei einer Geschwindigkeit von etwa 30 bis etwa 120 Metern pro Minute bei einer Temperatur zwischen etwa 7º und etwa 32ºC gerichtet.

Eine Faserzieheinheit oder ein Saugapparat wird unterhalb des Löschgases angeordnet, um die gelöschten Fasern auf zunehmen. Faserzieheinheiten oder Saugapparate zur Verwendung beim Schmelzspinnen von Polymeren sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Beispiele für Faserzieheinheiten, die geeignet sind zur Verwendung in dem Verfahren, umfassen lineare Fasersaugapparate von der Art, wie sie in US-Patent Nr. 3,802,817 an Matsuki et al. gezeigt sind, und Saugpistolen von der Art, wie sie in US-Patent 3,692,618 an Dorshner et al. und 3,423,266 an Davies et al. gezeigt sind. Die Faserzieheinheit weist im Allgemeinen einen länglichen Durchgang auf, durch den die Fasern von einem Sauggas gezogen werden. Das Sauggas kann jedes beliebige Gas sein, wie z. B. Luft, die nicht negativ mit den Polymeren der Fasern reagiert. Das Sauggas kann erhitzt werden, da das Sauggas die gelöschten Fasern anzieht und die Fasern auf eine Temperatur erhitzt, die erforderlich ist, um die darin verborgenen Kräusel zu aktivieren. Die Temperatur, die erforderlich ist, um das vorhandene Kräuseln innerhalb der Fasern zu aktivieren, wird im Bereich von etwa 43ºC bis zu einem Maximum von weniger als dem Schmelzpunkt des Polymerbestandteiles mit dem niedrigen Schmelzpunkt liegen, was in diesem Fall das Polyethylen ist. Im Allgemeinen stellt eine höhere Lufttemperatur eine größere Zahl von Kräuseln pro Längeneinheit der Faser her.

Die gezogenen und gekräuselten Fasern werden auf eine durchgehende Formfläche auf ungeordnete Weise abgelegt, im Allgemeinen unterstützt durch eine Vakuumvorrichtung, die unter der Formfläche angeordnet ist. Der Zweck des Vakuums ist es, das unerwünschte Zerstreuen der Fasern zu verhindern und die Fasern auf die Formfläche zu leiten, um eine einheitliche ungebundene Bahn von Bikomponentenfasern zu bilden. Wenn gewünscht kann die entstehende Bahn durch eine Kompressionswalze leicht zusammengedrückt werden, bevor die Bahn einem Bindeverfahren unterzogen wird.

Eine Art, die spinngebundene Bikomponentenbahn zu verbinden, ist die Verwendung eines Durchluftverbinders. Solche Durchluftverbinder sind auf dem Fachgebiet gut bekannt und müssen daher hier nicht genau beschrieben werden. Beim Durchluftverbinder wird ein Strom von erhitzter Luft durch die Bahn angelegt, um die Bahn auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt jenes Bestandteiles der Bikomponentenfasern, der den niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, aber unter dem Schmelzpunkt des Bestandteiles mit dem höheren Schmelzpunkt zu erhitzen. Beim Erhitzen schmelzen die Polymeranteile der Bahnfasern, die den niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen, und kleben sich an benachbarte Fasern an ihren Berührungspunkten, während die Polymeranteile der Fasern, die den höheren Schmelzpunkt aufweisen, dazu neigen, die physikalische und dimensionale Unversehrtheit der Bahn zu erhalten.

Die Auflageschichten können ebenfalls aus gebundenen kardierten Bahnen hergestellt werden. Gebundene kardierte Bahnen werden aus Stapelfasern hergestellt, die üblicherweise in Ballen gekauft werden. Die Ballen werden in einen Picker gegeben, der die Fasern trennt. Als nächstes werden die Fasern durch eine Kämm- oder Kardiereinheit geschickt, die die Stapelfasern weiter auseinanderbricht und in der Bearbeitungsrichtung ausrichtet, um eine im Allgemeinen in Bearbeitungsrichtung orientierte Faservliesbahn zu bilden. Wenn die Bahn gebildet worden ist, wird sie dann durch eine oder mehrere von verschiedenen Bindeverfahren verbunden. Ein Bindeverfahren ist Pulververbinden, wobei ein pulverförmiger Kleber in der Bahn verteilt und dann aktiviert wird, üblicherweise durch Erhitzen der Bahn und des Klebers mit heißer Luft. Ein anderes Bindeverfahren ist Musterverbinden, wobei erhitzte Kalandrierwalzen oder Ultraschallbindeeinrichtungen verwendet werden, um die Fasern miteinander zu verbinden, üblicherweise in einem lokalisierten Bindungsmuster, obwohl die Bahn über ihre gesamte Oberfläche verbunden werden kann, wenn es so gewünscht wird. Eines der besten Verfahren, wenn Bikomponentenstapelfasern verwendet werden, ist allerdings, einen Durchluftverbinder zu verwenden, wie er oberhalb beschrieben ist im Zusammenhang mit dem Bildungsverfahren der spinngebundenen Bikomponentenbahn.

Um den speziellen Bereich von physikalischen Eigenschaften der entstehenden Faservliesbahn gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten, sollte das Bindungsverfahren, das angewendet wird, um die Fasern der Faservliesbahn miteinander zu verbinden, ein Verfahren wie z. B. Durchluftverbinden sein, mit dem der Grad an Kompression oder Zusammensinken der Struktur während des Bildungsverfahrens gesteuert werden kann. Beim Durchluftverbinden wird erhitzte Luft durch die Bahn geleitet, um die Fasern an ihren Berührungspunkten zu schmelzen und miteinander zu verbinden. Typischerweise liegt die ungebundene Bahn auf einem Formgitter oder einer Formtrommel. Zusätzlich kann ein Vakuum durch die Bahn gezogen werden, falls gewünscht, um die Faserbahn während des Bindevorganges weiter zusammenzuhalten.

Bindeverfahren, wie z. B. Punktverbinden und Musterverbinden, bei denen glatte und/oder gemusterte Bindewalzen verwendet werden, können verwendet werden, vorausgesetzt, dass durch solche Verfahren der spezielle Bereich an physikalischen Eigenschaften für die vorliegende Erfindung geschaffen wird. Welches Verfahren auch immer ausgewählt wird, der Bindungsgrad wird abhängig sein von den ausgewählten Fasern/Polymeren, aber auf jeden Fall ist es erwünscht, dass die Kompressionsstärke der Bahn während des Erhitzungsschrittes gesteuert werden kann.

Luftablegen ist ein anderes gut bekanntes Verfahren, durch das Faservliesbahnen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können. Beim Luftablegeverfahren werden Bündel von kleinen Fasern, deren Längen üblicherweise im Bereich zwischen etwa 6 und etwa 19 Millimetern liegen, getrennt und in einem Luftstrom mitgerissen und dann auf ein Formgitter abgelegt, oftmals unter Zuhilfenahme eines Vakuums. Die ungeordnet abgelegten Fasern werden dann miteinander verbunden zum Beispiel unter Verwendung von heißer Luft oder einem Sprühkleber.

Nachdem die verschiedenen Bestandteile des Laminates 10 beschrieben worden sind, ist ein Verfahren zur Bildung eines Laminates 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in Fig. 8 gezeigt. Eine Schicht von elastischer Substratschicht 12 wird von einer Zuführrolle 30 abgerollt und durch ein Paar Antriebs- und Verdichtungswalzen 36 geführt. Als Alternative kann die elastische Substratschicht 12 direkt im selben Arbeitsgang gebildet werden. Als nächstes wird eine Menge einer ersten Faservliesbahnauflageschicht 14 von einer Zuführrolle 32 abgerollt oder sie kann auch im selben Arbeitsgang gebildet werden. Bevor die Auflageschicht 14 durch die Antriebswalzen 36 geführt wird, muss sie mit Schlitzen versehen werden. Die Schlitze 18 können unterbrochen sein, wie in Fig. 1, 5 und 7 gezeigt, oder durchgehend, wie in Fig. 3 gezeigt. Diese Schlitze 18 können vorher gebildet werden oder direkt im selben Arbeitsgang wie z. B. durch eine Schlitzwalze oder andere Mittel 38. Es ist möglich, die Schlitze auch nach der Bildung des Laminates zu bilden. Ein besonders vorteilhaftes Schlitzmuster ist eines, bei dem die Schlitze in einem allgemein als "überlappendes Ziegelmuster" bezeichneten Muster gebildet werden. Bei diesem Muster überlappen die Schlitze in einer Reihe die Zwischenräume zwischen den Schlitzen in einer benachbarten Reihe. Dieses Muster schafft eine gute Ausdehnung der Auflageschicht und des gesamten Laminates. Bei der Herstellung von durchgehenden Schlitzen 18, wie in Fig. 3 gezeigt, ist es besonders vorteilhaft, das Schlitzen im selben Arbeitsgang durchzuführen direkt vor dem Verbinden mit der Substratschicht 12. Sonst kann der Umgang mit den dünnen Streifen 20 (siehe Fig. 3) schwierig sein.

Wenn die zwei Schichten 12 und 14 zusammengebracht worden sind, müssen sie aneinander befestigt werden. Die Befestigung kann durch jedes geeignete Mittel erfolgen, wie z. B. Wärmeverbinden, Ultraschallverbinden, Klebeverbinden, Vernadeln, Steppen oder andere geeignete Mittel. Der Grad der Befestigung sollte ausreichend sein, um die Befestigung während der nachfolgenden Verwendung des Laminates zu erhalten, aber nicht bis zu einem Grad, bei dem verhindert wird, dass sich die Schlitze 18 auf die in Fig. 2, 4 und 6 gezeigte Weise öffnen.

Wie in Fig. 8 gezeigt, umfasst das Befestigungsmittel im Verfahren eine Erhitzungsvorrichtung 40, um heiße Luft bereitzustellen, und ein Paar Verdichtungswalzen 42. Die Oberfläche der Verdichtungswalzen kann glatt und/oder gemustert sein. Zusätzlich können sie erhitzt sein, wobei in diesem Fall die Erhitzungsvorrichtung 40 weggelassen werden kann. Wenn ein Sprühkleber verwendet wird, muss das Abgabesystem 44 so angeordnet werden, dass der Kleber auf die inneren Oberflächen der Substratschicht 12 und der ersten Auflageschicht 14 aufgetragen wird. Andere Mittel zum Befestigen der Schichten aneinander umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Ultraschallverbinden, Infrarotverbinden, Hochfrequenzverbinden, Pulverkleberverbinden, Nassverwirbeln, mechanisches Verwirbeln, wie z. B. Vernadeln, und direkte Bildung einer Schicht auf eine andere. Wenn die zwei Schichten 12 und 14 aneinander befestigt worden sind, kann das entstehende Laminat 10 auf einer Aufwickelrolle 46 aufgewickelt werden, oder das Laminat 10 kann im Arbeitsgang bleiben für eine weitere Bearbeitung.

Ein anderes Verfahren zur Bildung eines Laminates gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 9 von den Zeichnungen gezeigt. Bei diesem Verfahren ist die elastische Substratschicht 12 ein extrudierter Film, der von einer Filmdüse 60 abgegeben wird. Das geschmolzene Polymer wird in Kontakt mit einer Kühlwalze 62 gebracht, die hilft, das geschmolzene Polymer zu verfestigen. Zugleich wird eine Menge 64 an mit Schlitzen versehenem Vliesauflageschichtmaterial 14 in Kontakt mit dem noch klebrigen elastischen Filmmaterial 12 zwischen der Kühlwalze 62 und einer zweiten Walze 66, wie z. B. einer 85 Shore A Gummiwalze gebracht, die gekühlt sein kann oder nicht. Mit "gekühlt" ist gemeint, dass die Walze 62 oder 66 eine Temperatur aufweist, die geringer ist als der Schmelzpunkt des Filmpolymers. Als Folge der elastischen Eigenschaften in der Filmschicht 12 wird ein Laminat 10 gebildet, das zumindest elastische Eigenschaften in der Querrichtung (CD) aufweisen wird, die entlang der Linie B-B in Fig. 2 verläuft.

Geeignete Polymere für die Bildung von elastischen Filmen umfassen sowohl natürliche Materialien (Gummi usw.) als auch synthetische Polymere, die einen Film mit elastischen Eigenschaften ergeben, wie oben definiert. Somit können viele der Polymere, wie z. B. die oben im Zusammenhang mit der Bildung von Elastomerfasern erwähnten Kraton® Polymere auch verwendet werden, um Elastomerfilme zu bilden.

Wie zu Beginn angeführt, kann die elastische Substratschicht 12 elastische Eigenschaften in nur eine Richtung oder in mehrere Richtungen aufweisen. Wenn die elastische Substratschicht 12 nur in eine Richtung elastisch ist, dann sollte zumindest ein Abschnitt der Schlitze 18 in der Auflageschicht 14 allgemein senkrecht auf die Richtung der Elastizität in der elastischen Substratschicht 12 sein. Mit "allgemein senkrecht" ist gemeint, dass der Winkel zwischen der Längsachse des ausgewählten Schlitzes oder der Schlitze und der Elastizitätsrichtung zwischen 60º und 120º liegt. Zusätzlich ist, wenn gesagt wird, dass "zumindest ein Abschnitt der Mehrzahl von Schlitzen allgemein senkrecht auf die Richtung der Elastizität oder Dehnung sein muss", gemeint, dass es eine ausreichende Zahl der beschriebenen Schlitze geben muss, die allgemein senkrecht sind, so dass das gesamte Laminat "elastische Eigenschaften" aufweist. Somit muss in Fig. 2, wenn die elastische Substratschicht 12 nur in eine Richtung elastisch ist, diese Richtung allgemein entlang der Linie B-B und nicht A-A verlaufen. Durch Anlegen der Richtung der Elastizität entlang der Linie B-B sind die Schlitze 18 allgemein senkrecht auf die Richtung der Elastizität. In der Folge werden sich, wenn Dehnkräfte entlang der Linie B-B angelegt werden, die Schlitze 18 öffnen und erlauben, dass sich das Laminat 10 in dieselbe Richtung ausdehnt. Ein Anlegen der Richtung der Elastizität des Substrates 12 entlang der Linie A-A würde dies nicht möglich machen.

Dieselbe Überlegung gilt auch für das Laminat, das in Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Hier gilt wiederum, dass, wenn die elastische Substratschicht 12 nur in eine Richtung elastisch ist, diese Richtung allgemein mit der Linie B-B ausgerichtet sein muss und nicht A-A.

In Fig. 5 weist die Faservliesauflageschicht 14 Schlitze in zwei Richtungen auf. Ein Satz von Schlitzen 18 ist allgemein senkrecht auf die Linie A-A, während der andere Satz von Schlitzen 18 allgemein senkrecht auf die Linie B-B ist. Diese Art von Schlitzmuster ist besonders vorteilhaft, wenn die elastische Substratschicht 12 in mindestens zwei Richtungen, wie zum Beispiel entlang der Linie A-A und B-B, elastisch ist. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, ist in dieser Form das entstehende Laminat 10 fähig, "elastische Eigenschaften" in zwei Richtungen aufzuweisen.

In einigen Situationen im Endgebrauch kann es erwünscht sein, ein elastisches Laminat mit größerer Dehnung in der Bearbeitungsrichtung A-A zu haben, was durch eine Mehrzahl von Schlitzen 18 senkrecht auf die Richtung A-A in der Auflageschicht 14 erreicht werden kann. In diesem Fall wird die Ausdehnung in die Querrichtung B-B durch solche Schlitze bereitgestellt, die im Allgemeinen senkrecht zur Richtung B-B ausgerichtet sind. Allerdings wird die erwünschte Dehnung in die Richtung A-A erreicht, indem die elastische Substratschicht 12 während ihrer Aufbringung auf die Faservliesschicht 14 unter Spannung gesetzt wird. Das kann erreicht werden, indem die Zuführwalze 30 und entweder die Antriebswalzen 36 oder die Verdichtungswalzen 42 mit verschiedenen Geschwindigkeiten betrieben werden, oder indem die Zuführwalze 30 gebremst wird. Dabei wird die elastische Substratschicht 12 in die Bearbeitungsrichtung gedehnt. Während die elastische Substratschicht 12 in einem ausgedehnten Zustand ist, wird die Auflageschicht 14 auf die Substratschicht 12 aufgebracht vorzugsweise an einer Mehrzahl von beabstandeten Stellen. Wenn die zwei Schichten aufeinander aufgebracht worden sind, werden die Dehnkräfte losgelassen und das entstehende Laminat 10 kann sich zusammenziehen, wodurch eine Mehrzahl an Fältchen oder Kräuselfalten (nicht gezeigt) in der Auflageschicht 14 gebildet wird. Wenn das entstehende Laminat 10 in die Bearbeitungsrichtung gedehnt wird, kann die elastische Substratschicht 12 ausgedehnt werden, bis das Spiel, das durch die Fältchen oder Kräuselfalten bereitgestellt wird, aufgebraucht ist. Wenn die Dehnkräfte in Bearbeitungsrichtung entfernt werden, zieht sich die elastische Substratschicht 12 zusammen und die Fältchen oder Kräuselfalten in der Auflageschicht 14 erscheinen wieder. Eine genauere Beschreibung ist in US-Patent Nr. 4,720,415 an Taylor et al. zu finden.

Durch Anlegen der Dehnkräfte auf die elastische Substratschicht 12 können dem Laminat 10 in Fig. 1 bis 4 elastische Eigenschaften entlang der Linien A-A verliehen werden, was auch parallel zur Bearbeitungsrichtung des Verfahrens ist, das in Fig. 8 gezeigt ist. Um dem Laminat 10 elastische Eigenschaften quer zur Bearbeitungsrichtung (entlang der Linie B-B) zu verleihen, muss die Rolle 32 der Auflageschicht 14 in das Verfahren von Fig. 8 so eingeführt werden, dass die Schlitze 18 allgemein parallel zur Bearbeitungsrichtung des Materials (Linie A-A) und allgemein senkrecht auf die Querrichtung (Linie B-B) sind. In der Folge wird das Laminat 10 elastische Eigenschaften in Bearbeitungsrichtung durch die Dehnung der Substratschicht 12 während des Bildungsverfahrens und elastische Eigenschaften in der Querrichtung durch die Ausdehnbarkeit der Substratschicht 12 und die Schlitze 18 in der Auflageschicht 14 aufweisen.

Aus dem vorangegangenen ist zu sehen, dass es möglich ist, ein zweischichtiges Laminat 10 zu schaffen, das elastische Eigenschaften in eine oder mehrere Richtungen aufweist. Es ist auch möglich, mehrschichtige Laminate zu schaffen. Zum Beispiel kann das Verfahren von Fig. 8 modifiziert werden durch Hinzufügen einer zweiten Faservliesauflageschicht 16 zu einer Oberfläche der elastischen Substratschicht 12, die der ersten Auflageschicht 14 gegenüberliegt, um ein Laminat 10 zu erhalten, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Dieselben Verfahrensbedingungen und Techniken können verwendet werden, um die zweite Auflageschicht 16 auf die Substratschicht 12 aufzubringen, wie sie in Zusammenhang mit der ersten Auflageschicht 14 beschrieben worden sind. Zusätzlich ist festgestellt worden, dass es, um die elastischen Eigenschaften des entstehenden Laminates 10 so groß wie möglich zu machen, erwünscht ist, dass die Schlitze 18 in der zweiten Auflageschicht 16 in derselben allgemeinen Richtung verlaufen und dasselbe allgemeine Muster aufweisen wie die Schlitze 18 in der ersten Auflageschicht 14.

Eine noch weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 10 und 11 von den Zeichnungen gezeigt. In dieser Ausführungsform wird die elastische Substratschicht 12 nicht in irgendeine Richtung, einschließlich entlang der Linie A-A und B-B, gedehnt, bevor sie auf die erste Vliesauflageschicht 14 aufgebracht wird. Stattdessen wird die erste Vliesauflageschicht 14 "quergestreckt", bevor sie auf die Substratschicht 12 aufgebracht wird. Mit "quergestreckt" ist gemeint, dass das Material in mindestens eine Richtung schmäler gemacht wurde durch das Anlegen einer Dehnkraft.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird eine Schicht Material der ersten Vliesauflageschicht 14 von einer Zuführrolle 70 abgerollt und durch ein Paar Walzen 72 und 74 und von dort zu einem Paar Verbindungswalzen 76 und 78 geleitet. Die Walzen 72 und 74 werden auf eine Weise angetrieben oder gebremst, dass sie mit voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten laufen, wobei die Walze 74 die schnellere von den beiden ist. In der Folge wird das Material 14, wenn die erste Faservliesauflageschicht 14 durch die Walzenpaare 72 und 74 tritt, in Bearbeitungsrichtung (der Laufrichtung des Materials) gedehnt und quer zur Bearbeitungsrichtung (der senkrechten Richtung zur Laufrichtung des Materials) schmäler gemacht. Dieses Schmälermachen oder "Einschnüren" des Materials 14 kann aufrechterhalten werden durch die Durchführung des Bindungsverfahrens an die elastische Schicht 12. Als Alternative kann die eingeschnürte Form des Auflageschichtmaterials gesichert werden durch Anlegen von Wärme auf das Material, um es warm zu härten. Das kann durchgeführt werden, indem das Material 14 mit einer Wärmequelle 88 wie z. B. heißer Luft oder einer Infrarotwärmequelle in Berührung gebracht wird, um das Material zu erhitzen und zu härten.

Wenn das Auflageschichtmaterial 14 quergestreckt und wärmegehärtet worden ist, dann kann die Spannung auf das Material 14 verringert werden und das Material kann mit Schlitzen versehen werden. Um das Material 14 mit Schlitzen zu versehen, wird es als nächstes durch ein Paar von Schlitzwalzen 90 und 92 geführt, um das gewünschte Muster von Schlitzen 18 in der Schicht 14 zu erzeugen. Durch das Querstrecken ist das Material 14 in Richtung B-B dehnbar. Die Schlitze, die parallel zur Richtung B-B verlaufen, führen dazu, dass das Material 14 in die Richtung A-A, die Bearbeitungsrichtung des Materials, ausdehnbar ist.

Wie im Verfahren von Fig. 10 gezeigt, finden das Querstrecken und das Schlitzen im selben Arbeitsgang statt. Es ist auch möglich, eines oder beide der Funktionen in einem separaten Arbeitsgang zu bilden und dann einfach das vorgeschlitzte und quergestreckte Material 14 in die Verbindungswalzen 76 und 78 zu führen. Im Allgemeinen ist es erwünscht, dass die Schlitze 18 so geschlossen wie möglich bleiben. Dadurch wird die Fähigkeit des Materials 14 und des Laminates 10, sich in der Bearbeitungsrichtung (Linie A-A) auszudehnen und zusammenzuziehen, größtmöglich. Wenn das Material 14 unter zu viel Spannung steht, wenn es auf die elastische Substratschicht 12 aufgebracht wird, werden die Schlitze 18 zu offen und dadurch nicht fähig für ausreichende Ausdehnung, wenn das Laminat 10 gebildet worden ist. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, ist allerdings, die Substratschicht 12 unter den selben Spannungsgrad wie die Auflageschicht 14 zu stellen, wenn die zwei Schichten in die Verbindungswalzen 76 und 78 eintreten. Dann, wenn die zwei Schichten 12 und 14 miteinander verbunden worden sind, können die Dehnkräfte entspannt werden und die Schlitze werden sich wieder schließen, wodurch das Laminat 10 in der Bearbeitungsrichtung (Linie A-A) elastisch wird.

Zur selben Zeit, in der die Auflageschicht 14 quergestreckt und mit Schlitzen versehen wird, wird die elastische Substratschicht 12 von der Zuführrolle 80 abgewickelt und in die Verbindungswalzen 76 und 78 eingeführt, während sie unter wenig oder gar keiner Spannung steht. Die Verbindungswalzen 76 und 78 oder andere geeignete Mittel zur Aufbringung werden dann verwendet, um die zwei Schichten miteinander zu verbinden, um das Laminat 10 zu bilden. Das entstehende Laminat 10 ist in eine Richtung elastisch, die allgemein parallel zur Richtung der Abschnürung oder Einschnürung (quer zur Bearbeitungsrichtung) der Auflageschicht 14 ist und kann in diese Richtung (entlang der Linie B-B- von Fig. 11) gedehnt werden bis zum Reißpunkt des gestreckten Materials. Durch die elastischen Eigenschaften der Substratschicht 12, wird sich das Laminat 10, wenn das Laminat 10 quer zur Bearbeitungsrichtung (entlang der Linie B-B von Fig. 11) gedehnt worden ist, wieder zusammenziehen. In Folge der Schlitze 18 wird das Laminat 10 auch elastische Eigenschaften in Bearbeitungsrichtung oder entlang der Linie A-A in Fig. 11 aufweisen. Die Herstellung von quergestreckten Materialien wird genauer in US-Patent Nr. 5,226,992 an Morman, 5,320,891 an Levy et al. und 5,114,781 an Morman erklärt.

Wie bei dem anderen Laminat 10 ist es auch möglich, eine zweite Faservliesauflageschicht 16 auf eine Seite der elastischen Substratschicht 12 gegenüber der ersten Faservliesauflageschicht 14 aufzubringen. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 10 wird die zweite Auflageschicht 16 von einer zweiten Zuführrolle 82 abgerollt und in ein Paar Walzen 84 und 86 auf dieselbe Weise wie die erste Auflageschicht 14 geführt. Sie wird ebenfalls quergestreckt durch Brems- oder Antriebswalzen 84 und 86 bei voneinander verschiedenen Geschwindigkeiten. In der Folge wird die zweite Auflageschicht 16 eingeschnürt und dann mit der Substratschicht 12 verbunden auf dieselbe Weise wie die erste Auflageschicht 14. Wiederum wird die zweite Schicht 16, um ihr elastische Eigenschaften in Bearbeitungsrichtung zu verleihen, mit einer Mehrzahl von Schlitzen versehen, die im Allgemeinen parallel zu jenen in der ersten Auflageschicht 14 sind.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 12 von den Zeichnungen gezeigt. In dieser Ausführungsform ist das Laminat 10 eine einzelne Schicht des quergestreckten Materials 14, das in Fig. 11 gezeigt ist, und wird durch das Verfahren hergestellt, das in Fig. 10 gezeigt ist. Das quergestreckte Material 14 weist eine Mehrzahl von Schlitzen 18 auf, die allgemein senkrecht zur Bearbeitungsrichtung des Materials, die als Linie A-A bezeichnet wird, und parallel zur Richtung der Dehnung quer zur Bearbeitungsrichtung sind, die durch das Querstrecken (Linie B-B) verliehen wird. Wie bei den anderen Ausführungsformen kann das Material 14 in Richtung A-A gedehnt werden auf Grund der Schlitze 18, aber da es keine elastische Schicht 12 gibt, wird sich die Schicht 14 nicht wieder zusammenziehen. In der Folge wird die Schicht 14 auf eine elastische Substratschicht aufgebracht, die eine Mehrzahl von elastischen Fäden 19 enthält, die allgemein senkrecht zur Richtung der Schlitze 18 ist. In der Folge kann die Schicht 14 in Richtung A-A gedehnt oder ausgedehnt werden auf Grund der Schlitze 18 und wird sich wieder zusammenziehen auf Grund der Elastizität, die ihr durch die gedehnten elastischen Fäden 19 verliehen wird. Auf dieselbe Weise wird das Querstrecken ein Dehnen oder Ausdehnung der Schicht 14 in Richtung B-B erlauben, und die Fähigkeit des Zusammenziehens wird durch eine zweite Mehrzahl von elastischen Fäden 21 bereit gestellt, die auf die Schicht 14 aufgebracht werden.

Die elastischen Fäden 19 und 21 können auf die Auflageschicht 14 auf viele verschiedene Arten aufgebracht werden, die Steppen, Heften oder Kleben umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Es kann auch erwünscht sein, das Schlitzmuster so zu entwerfen und die Befestigungsstellen der Fäden 19 und 21 so zu planen, dass sie nicht über die Schlitze 18 reichen. Siehe Fig. 12.

Auf der Grundlage der nachfolgenden Beispiele und Prüfvorgänge ist festgestellt worden, dass Ausführungsformen, bei denen die Auflageschichten 14 und 16 unterbrochene Schlitze aufwiesen, wie sie in Fig. 1 und 7 gezeigt sind, eher besser funktionierten als die Versionen der vorliegenden Erfindung mit den durchgehenden Schlitzen, wie sie in Fig. 3 und 4 gezeigt sind. Im Allgemeinen werden die Vliesauflageschichten Flächengewichte im Bereich von etwa 12 Gramm pro Quadratmeter bis etwa 210 Gramm pro Quadratmeter aufweisen, wobei genauer definierte Bereiche von speziellen Endanwendungen abhängen, umfassend etwa 34 bis etwa 100 Gramm pro Quadratmeter und etwa 50 bis etwa 70 Gramm pro Quadratmeter. Die Bikomponentenfasern und insbesondere die durchluftverbundenen Versionen schienen ziemlich gut zu funktionieren auf Grund ihrer Fähigkeit, sich aneinander zu binden. Im Allgemeinen werden die Fasergrößen weniger als etwa 6 Denier betragen, während bei speziellen Anwendungen die Fasergrößen weniger als 3,5 Denier oder sogar 2,5 Denier und darunter betragen. Das überlappende Ziegelmuster der Schlitze, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, schien besonders gut zu funktionieren. In solchen Formen wird die Länge der Schlitze typischerweise im Bereich zwischen etwa 3 und etwa 50 Millimetern liegen und der Abstand zwischen gleich ausgerichteten Schlitzen in Richtung A-A, wie zum Beispiel 18a und 18b, wird weniger als 50 Millimeter betragen, und oft wird es weniger als 20 Millimeter und in manchen Fällen weniger als 10 Millimeter sein. In Richtung B-B wird der Abstand zwischen beliebigen zwei benachbarten Schlitzen, wie zum Beispiel 18b und 18c weniger als 50 Millimeter und im Allgemeinen weniger als 10 Millimeter oder sogar weniger als 5 Millimeter betragen. Das Flächengewicht der elastischen Substratschicht kann sehr variieren in Abhängigkeit vom speziellen Endverwendungszweck, wobei im Allgemeinen das Flächengewicht weniger als 250 Gramm pro Quadratmeter und im Allgemeinen weniger als 100 Gramm pro Quadratmeter und oftmals sogar weniger als 50 Gramm pro Quadratmeter betragen wird.

Vom Verarbeitungsstandpunkt funktioniert das Verfahren in Fig. 9, wenn elastische Filme verwendet werden, sehr gut. Die Laminierung der Auflageschichten auf die elastische Substratschicht findet an der Berührungsstelle statt, während das elastische Filmsubstrat in einem halb geschmolzenen Zustand und daher klebrig genug ist, um die gewünschte Haftstärke zwischen den Auflageschichten und dem elastischen Substrat bereitzustellen. Das so hergestellte, elastische Laminat wird im Allgemeinen ein Flächengewicht von weniger als etwa 700 Gramm pro Quadratmeter und im Allgemeinen weniger als 300 Gramm pro Quadratmeter und oftmals sogar weniger als 150 Gramm pro Quadratmeter aufweisen.

Die elastische Substratschicht selbst kann laminierten Schichten entsprechen, wie auch die Vliesauflageschicht.

Die äußeren Auflageschichten können verwendet werden, um das elastische Substrat zu bedecken und ästhetische oder Schutzeigenschaften (Abriebfestigkeit) zu verleihen. Diese äußeren Auflagen können auch eine Dehnungs-Stop-Eigenschaft verleihen. Dehnungs-Stop kann wichtig sein für das Bewahren des Verbundstoffes vor Reißversagen auf Grund von Überdehnung.

Nachdem die Materialien und Verfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, sind nachfolgend einige Probelaminate angeführt, um die vorliegende Erfindung weiter darzustellen. Es versteht sich allerdings von selbst, dass diese Beispiele nur zur Veranschaulichung dienen und nicht die Breite und den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken sollen.

BETSPIEL 1

In Beispiel 1 wurde ein elastisches zweischichtiges Fäservlieslaminat hergestellt unter Verwendung eines Verfahrens ähnlich dem, das in Fig. 9 von den Zeichnungen gezeigt ist. Die elastische Substratschicht war ein elastischer Film mit 69 Gramm pro Quadratmeter, der aus einem KRATON® G 2755 Elastomer extrudiert wurde, das von der Shell Chemical Company aus Houston, Texas hergestellt wurde. Die Substratschicht wies elastische Eigenschaften sowohl in Richtung A- A als auch B-B auf, die in Fig. 2 beschrieben sind. Auf die elastische Filmsubstratschicht wurde eine durchluftverbundene Seite-an-Seite Polypropylen/Polyethylen zwei Denier spinngebundene Bikomponentenauflageschicht mit 100 Gramm pro Quadratmeter laminiert. Die Auflageschicht enthielt eine Mehrzahl von Schlitzen in einem überlappenden Ziegelmuster, wie zum Beispiel in Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Schlitze wiesen eine Länge von 9,5 Millimetern auf und es waren 6,35 Millimeter zwischen jeweils zwei gleich ausgerichteten Schlitzen in Richtung A-A von Fig. 2 und 3,2 Millimeter in Richtung B-B. Die Auflageschicht und die elastische Filmsubstratschicht wurden aufeinander laminiert in einer Berührungsstelle zwischen einer Kühlwalze und einer 85 Shore A Gummiwalze. Die elastische Filmschicht war gerade gebildet worden und wies noch genug Klebrigkeit auf, um den nötigen Grad an Befestigung an der Auflageschicht bereitzustellen. Das entstandene Laminat wies elastische Eigenschaften in der Querrichtung oder entlang der Linie B- B auf. Das Laminat wies eine erste Länge von 8, 5 Zentimetern, eine voll gedehnte zweite Länge von 16 Zentimetern und eine dritte Länge von 9 Zentimetern auf.

BEISPIEL 2

In Beispiel 2 wurde dieselbe Faservliesauflageschicht verwendet, wie sie in Beispiel 1 verwendet wurde. Die elastische Substratschicht in Beispiel 2 war eine schmelzgeblasene Elastomerfaservliesbahn mit einem Flächengewicht von 196 Gramm pro Quadratmeter. Die schmelzgeblasene Bahn wurde aus KRATON® G 2740 hergestellt, erzeugt von der Shell Oil Company aus Houston, Texas. Die elastische schmelzgeblasene Bahn wies elastische Eigenschaften sowohl in Richtung A-A als auch B-B auf, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind. Um Dehnung im gesamten Laminat sowohl in Bearbeitungsrichtung (A-A) als auch in Querrichtung (B-B) zu erzeugen, wurde die elastische schmelzgeblasene Bahn in Bearbeitungsrichtung gedehnt, bevor sie auf die Faservliesauflageschicht aufgebracht wurde. Die Befestigung der zwei Schichten aneinander wurde erreicht durch die Verwendung von 7 Gramm pro Quadratmeter eines Sprühklebers, der auf die innere Oberfläche von einer der beiden Schichten aufgetragen wurde. Sobald die zwei Schichten miteinander verbunden waren, wies das Laminat elastische Eigenschaften sowohl in Bearbeitungsrichtung als auch in Querrichtung auf. In der Querrichtung (B-B) wies das Laminat eine erste Länge von 7,5 Zentimetern, eine voll gedehnte zweite Länge von 15,5 Zentimetern und eine zusammengezogene dritte Länge von 7,9 Zentimetern auf. In der Bearbeitungsrichtung (A-A) wies das Laminat eine erste Länge von 11 Zentimetern, eine voll gedehnte zweite Länge von 15,8 Zentimetern und eine dritte Länge von 11,4 Zentimetern auf.

BEISPIEL 3

In Beispiel 3 war die Faservliesauflageschicht gleich der Auflageschicht, die in Beispiel 1 und 2 verwendet wurde, bis auf das Flächengewicht. In Beispiel 3 betrug das Flächengewicht der spinngebundenen Bikomponentenbahn 97,6 Gramm pro Quadratmeter gegenüber dem vorherigen Flächengewicht von 100 Gramm pro Quadratmeter. Das Schlitzmuster und seine Abmessungen waren gleich wie in den vorherigen Beispielen. Die elastische Substratschicht war ebenfalls dieselbe wie die in Beispiel 2 verwendete, bis auf das Flächengewicht. In Beispiel 3 betrug das Flächengewicht der schmelzgeblasenen Elastomervliesbahn 74,7 Gramm pro Quadratmeter. In diesem Beispiel war die elastische Vliesbahn, obwohl sie elastische Eigenschaften sowohl in Richtung A-A als auch B-B aufwies, nicht vorgedehnt, bevor sie auf die Faservliesauflageschicht aufgebracht wurde. Wie bei Beispiel 2 wurde ein Sprühkleber auf eine der zwei Schichten in einer Menge von 7 Gramm pro Quadratmeter aufgetragen und die zwei Schichten wurden haftend aneinander laminiert. Das elastische Vlieslaminat wies eine erste Länge in Richtung B-B von 8,3 Zentimetern, eine zweite, voll gedehnte Länge von 20,4 Zentimetern und eine zusammengezogene dritte Länge von 8,8 Zentimetern auf.

BEISPIEL 4

In Beispiel 4 wurde ein anderes, in Querrichtung dehnbares Material gebildet. Die Vliesauflageschicht wurde wiederum aus dem selben spinngebundenen Material hergestellt wie in den vorhergehenden Beispielen. Sie wies ein Flächengewicht von 20,3 Gramm pro Quadratmeter und dasselbe Schlitzmuster und Abmessungen auf, wie zuvor beschrieben. Die elastische Substratschicht war dieselbe schmelzgeblasene elastische Vliesbahn mit 196 Gramm pro Quadratmeter, wie in Beispiel 2 beschrieben. Die zwei Schichten wurden aneinander befestigt unter Verwendung von Wärme und Druck. Die Auflageschicht wurde auf die elastische Substratschicht in einer Carver Model 2518 Laborpresse von Fred S. Carver Inc. aus Menomonee Falls, Wisconsin bei einem Druck von 30 Pfund pro Quadratzoll (2,07 · 10&sup5; Newton pro Quadratmeter) und einer Temperatur von 49ºC aufgebracht. Das elastische Laminat wies eine erste entspannte Länge von 9,6 Zentimetern in der Querrichtung (B-B), eine voll gedehnte Länge von 20,5 Zentimetern und eine dritte zusammengezogene Länge von 10 Zentimetern auf.

BEISPIEL 5

In Beispiel 5 wurden zwei durchluftverbundene Seite-an- Seite Polypropylen/Polyethylen 2,0 Denier Bikomponentenauflageschichten mit 100 Gramm pro Quadratmeter an jeweils eine Seite einer elastischen schmelzgeblasenen Substratschicht laminiert. Die zwei äußeren Schichten waren aus den selben Materialien, wie in Beispiel 1 beschrieben, und die elastische schmelzgeblasene Substratschicht war aus dem selben Material und Flächengewicht, wie die in Beispiel 2 beschriebene. Es wurde keine Dehnung auf die elastische Substratschicht in der Bearbeitungsrichtung ausgeübt während des Auftragens der Vliesauflageschichten. Stattdessen wurden die zwei Auflageschichten auf jeweils eine Seite der elastischen Substratschicht aufgetragen unter Verwendung von 7 Gramm pro Quadratmeter eines Sprühklebers, der auf beide Seiten der Substratschicht in einem gesamten Sprühmuster aufgetragen wurde. Die Schlitze in der ersten und zweiten Auflageschicht wurden in dieselbe Richtung miteinander ausgerichtet. Das Laminat wies eine entspannte erste Länge in der Querrichtung (B-B) von 14 Zentimetern, eine zweite, voll gedehnte Länge von 22,5 Zentimetern und eine dritte, zusammengezogene Länge von 14,5 Zentimetern auf.

BEISPIEL 6

In Beispiel 6 wurde ein elastisches Faservlieslaminat unter Verwendung eines Verbundstoffes aus nassverwirbelten Zellstofffasern/spinngebundenen Fasern mit 84 Gramm pro Quadratmeter hergestellt. Der Verbundstoff umfasste eine Mischung aus 14 Gramm pro Quadratmeter von 3,0 Denier Polypropylenfasern und 70 Gramm pro Quadratmeter Zellstofffasern. Solch ein nassverwirbelter Verbundstoff kann gemäß den Lehren von US-Patent Nr. 5,284,703 an Everhart et al. hergestellt werden. Die Auflageschicht enthielt durchgehende Schlitze, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind. Es wurde festgestellt, dass der Zellstoff, der im Verbundstoff enthalten ist, es leichter machte, die Schlitze herzustellen, während das Nassverwirbelungsverfahren die stoffartige Erscheinung verbesserte. Die mit Schlitzen versehene Auflageschicht wurde mit Klebstoff an einer KRATON® G 2740 schmelzgeblasenen Substratschicht mit 118 Gramm pro Quadratmeter befestigt, die elastische Eigenschaften sowohl in Richtung A-A als auch B-B aufwies. Die Streifen der Auflageschicht waren durchgehend in Richtung A-A und wiesen eine Breite von 3 bis 5 Millimetern in Richtung B-B auf. Das entstandene Laminat dehnte sich in Richtung B-B (siehe Fig. 4) und wies eine entspannte erste Länge von 14,9 Zentimetern, eine zweite, voll gedehnte Länge von 27,0 Zentimetern und eine dritte, zusammengezogene Länge von 15,7 Zentimetern auf.

BEISPIEL 7

In Beispiel 7 wurde ein elastisches Faservlieslaminat hergestellt unter Verwendung einer durchluftverbundenen Seite-an-Seite Polypropylen/Polyethylen zwei Denier spinngebundenen Bikomponentenauflageschicht mit 50 Gramm pro Quadratmeter. Die Auflageschicht enthielt eine Mehrzahl von Schlitzen, die im Allgemeinen eine Länge von 10 mm aber im Bereich von 8-15 mm aufwiesen in einem Muster ähnlich dem, das in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Schlitzen in Richtung A-A und B-B lag im Bereich von 8-30 Millimetern. Auf die mit Schlitzen versehene Auflageschicht wurde ein KRATON® G 2755 elastischer Film mit 60 Gramm pro Quadratmeter aufgebracht unter Verwendung von 80 Gramm pro Quadratmeter Sprühkleber, um die Befestigung perfekt zu machen. Der elastische Film wies elastische Eigenschaften in beide Richtungen A-A und B-B auf. In der Folge wies das Laminat auch elastische Eigenschaften in beide Richtungen auf. In Richtung A-A wies die Probe eine erste, entspannte. Länge von 8,0 Zentimetern, eine zweite, voll gedehnte Länge von 14,0 Zentimetern und eine dritte, zusammengezogene Länge von 8,4 Zentimetern auf. In Richtung B-B wies dieselbe Probe eine erste, zweite und dritte Länge von jeweils 8,5 Zentimetern, 12,5 Zentimetern und 8,8 Zentimetern auf.

BETSPIEL 8

In Beispiel 8 wurde ein elastisches Faservlieslaminat mit zwei Auflageschichten hergestellt unter Verwendung von durchluftverbundenen Seite-an-Seite Polyethylen/Polypropylen zwei Denier spinngebundenen Bikomponentenauflageschichten mit 205 Gramm pro Quadratmeter (6 Unzen pro Quadratyard). Die Auflageschichten enthielten eine Mehrzahl von 10 bis 15 Millimeter langen Schlitzen in einem überlappenden Ziegelmuster. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schlitzen in Richtung A-A und B-B war 5 Millimeter. Zwischen den zwei mit Schlitzen versehenen Auflageschichten wurde eine schmelzgeblasene Elastomervliesbahn mit 34 Gramm pro Quadratmeter, die aus Arnitel® EM 400 Copolyetheresterpolymer von DSM Engineering Plastics hergestellt wurde, aufgebracht. Solche schmelzgeblasenen Elastomerbahnen können entsprechend den Lehren von US-Patent Nr. 4,707,398 an Boggs und US-Patent Nr. 4,741,941 an Morman et al. hergestellt werden. Die schmelzgeblasene elastische Vliessubstratschicht wies elastische Eigenschaften sowohl in Richtung A-A als auch B-B auf. Jede der mit Schlitzen versehenen Auflageschichten und die elastische Substratschicht wurden miteinander verbunden unter Verwendung von 10 Gramm pro Quadratmeter eines Sprühklebers. Das Laminat erstreckte sich auf das 1,5-fache seiner ursprünglichen Länge, wenn es gedehnt wurde, und kehrte in seine ursprüngliche Länge zurück, wenn die Dehnkräfte entspannt wurden.

BEISPIEL 9

In Beispiel 9 waren die Auflageschichten dieselben wie die, die in Beispiel 8 verwendet wurden. Die mit Schlitzen versehenen Vliesauflageschichten wurden auf eine elastische Laminatsubstratschicht aufgebracht, die dieselbe schmelzgeblasene elastische Substratschicht von Beispiel 8 mit 34 Gramm pro Quadratmeter umfasste, die davor auf eine eingeschnürte spinngebundene Polypropylenvliesbahn mit 137 Gramm pro Quadratmeter (4,0 Unzen pro Quadratyard) laminiert worden war. Die laminierte Substratschicht wurde mit Klebstoff auf jede der zwei mit Schlitzen versehenen Vliesauflageschichten aufgebracht unter Verwendung von 10 Gramm pro Quadratmeter eines Sprühklebers. Die einzigartige Eigenschaft dieser Ausführungsform war die Dehnungs-Stop-Eigenschaft der Laminatsubstratschicht. Insbesondere konnte die Substratschicht nur um eine vorherbestimmte Strecke gedehnt werden, die von der vollen Ausdehnung des spinngebundenen Abschnittes der laminierten Substratschicht bestimmt wurde. Sobald diese Schicht zur Gänze gedehnt worden war, hörte das Laminat auf, sich zu dehnen. In der Folge konnte das gesamte Laminat speziell so entworfen werden, dass die mit Schlitzen versehenen Vliesauflageschichten vor einem Überdehnen bewahrt wurden, was wiederum Risse und/oder Delaminierung des gesamten Laminates verursachen könnte. Das gesamte Laminat wies elastische Eigenschaften auf.

BEISPIEL 10

In Beispiel 10 wurde ein Faservlieslaminat mit Dehnungs- Stop-Funktion ähnlich dem in Beispiel 9 hergestellt unter Verwendung des selben spinngebundenen Bikomponentenauflageschichtmaterials von Beispiel 9, das zwischen zwei Schichten von Substratschichtmaterial eingeschlossen und mit Klebstoff verbunden wurde. Die zwei Stücke von Substratschichtmaterial wurden jeweils aus einer schmelzgeblasenen elastischen Vliesbahn mit 34 Gramm pro Quadratmeter hergestellt, wie sie zuvor in Zusammenhang mit Beispiel 8 und 9 beschrieben wurde. Diese elastische schmelzgeblasene Bahn wurde auf einen Trikotstrickstoff Style 850 von Mantex Fabric Corporation aus New York City, New York laminiert. Diese zwei elastischen Substratschichten aus schmelzgeblasenem/gewebtem Laminat wurden mit Klebstoff an beide Seiten der mit Schlitzen versehenen, spinngebundenen Bikomponentenbahn aufgebracht unter Verwendung von 10 Gramm pro Quadratmeter eines Sprühklebers auf beiden Seiten der spinngebundenen Bikomponentenbahn, und wobei die elastischen schmelzgeblasenen Schichten der zwei Laminate zu der mit Schlitzen versehenen Bikomponentenschicht gerichtet waren. Wie bei Beispiel 9 wurden dem gesamten Verbundstoff über die gewebten Bestandteile in den zwei Substratschichten Dehnungs-Stop-Eigenschaften verliehen. Das Laminat wies elastische Eigenschaften auf, wenn es gedehnt wurde.

Wie in allen oben beschriebenen Beispielen zu sehen ist, wurde ein elastisches Faservlieslaminat gebildet, das in allen Fällen elastische Eigenschaften quer zur Bearbeitungsrichtung aufwies und, wie in Beispiel 2 und 7 gezeigt, konnte auch ein Laminat geschaffen werden, das elastische Eigenschaften sowohl in Bearbeitungsrichtung als auch in Querrichtung aufwies. In der Folge kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um elastische Laminate zu schaffen, die in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen verwendet werden können, von denen die meisten saugfähige Hygieneprodukte wie z. B. Windeln, Trainingshöschen, Inkontinenzartikel, Damenbinden, Bandagen und ähnliches umfassen.

BEISPIEL 11

In Beispiel 11 wurde ein elastisches zweischichtiges Faservlieslaminat gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt unter Verwendung einer spinngebunden-schmelzgeblasen-spinngebunden (SMS)-Auflageschicht mit 51 Gramm pro Quadratmeter. Die drei Schichten des SMS-Laminates hatten das gleiche Flächengewicht. Die schmelzgeblasene Vliesschicht wurde aus Polypropylen hergestellt und die beiden spinngebundenen Schichten wurden aus einem Copolymer hergestellt, das 97% Polypropylen und 3% Polyethylen enthielt. Das SMS-Material wurde quergestreckt, indem das Material einer Spannung in Laufrichtung unterworfen wurde. Danach wurde das Material wärmeverdichtet bei einer Temperatur von 120 ºC für einen Zeitraum von etwa 20 Sekunden. Das entstandene quergestreckte Material wies ein Flächengewicht von 63 Gramm auf. Das quergestreckte Material wurde in der Breite um 40% reduziert und es war fähig, sich in der Richtung B- B, die in Fig. 11 dargestellt ist, auszudehnen. Eine Probe der eingeschnürten Auflageschicht wies eine erste Länge von 25,4 Zentimetern, eine voll ausgedehnte zweite Länge von 35,6 Zentimetern und eine endgültige entspannte Länge von 26,7 Zentimetern in Richtung B-B von Fig. 11 auf. Sie wies keine elastischen Eigenschaften in Richtung A-A auf. Um dem Laminat in der Bearbeitungsrichtung A-A elastische Eigenschaften zu verleihen, wurde eine Mehrzahl von Schlitzen in der Auflageschicht in einer Richtung B-B allgemein senkrecht zur Bearbeitungsrichtung bereitgestellt. Die Schlitze wiesen eine Länge von 9,5 Millimetern auf und es waren 6,4 Millimeter zwischen jeweils zwei gleich ausgerichteten Schlitzen in Richtung B-B von Fig. 11 und 3,2 Millimeter in Richtung A-A. Die Auflageschicht mit den Schlitzen wurde auf ein elastisches Substrat aufgebracht durch die Verwendung von 10,7 Gramm pro Quadratmeter Sprühkleber, der auf die innere Oberfläche von einem der beiden Materialien aufgetragen wurde, um das elastische Faservlieslaminat herzustellen. Die elastische Substratschicht in Beispiel 11 war eine schmelzgeblasene Vliesbahn, die integrierte Elastomer- und Polypropylenfasern mit einem kombinierten Flächengewicht von 85 Gramm pro Quadratmeter umfasste. Ungefähr 89% der schmelzgeblasenen Bahn wurde aus dem Elastomer KRATON® G 2755 extrudiert, das von Shell Chemical Company aus Houston, Texas hergestellt wurde, und die verbleibenden 11% wurden aus Himont PF-015 Polypropylenpolymer extrudiert, hergestellt von Himont, USA aus Wilmington, Delaware. Das elastische Substrat wies elastische Eigenschaften in beide Richtungen A-A und B-B von Fig. 11 auf. Nachdem die zwei Schichten miteinander verbunden worden waren, wies auch das entstandene Faservlieslaminat elastische Eigenschaften sowohl in Bearbeitungsrichtung als auch in Querrichtung auf. In der Querrichtung (B-B) wie s das Laminat eine erste Länge von 25,4 Zentimetern, eine voll gedehnte zweite Länge von 35,6 Zentimetern und eine endgültige, zusammengezogene Länge von 25,4 Zentimetern auf. In der Bearbeitungsrichtung (A-A) wies das Laminat eine erste Länge von 16,5 Zentimetern, eine voll gedehnte zweite Länge von 25,4 Zentimetern und eine endgültige, zusammengezogene Länge von 17,1 Zentimetern auf.

BEISPIEL 12

In Beispiel 12 wurde dieselbe quergestreckte SMS-Auflageschicht mit derselben Schlitzform verwendet, wie in Beispiel 11 beschrieben. Auf eine Seite dieser quergestreckten Auflageschicht wurde eine Mehrzahl von elastischen Fäden in einem überlappenden Muster aufgebracht, wobei der Abstand der Fäden ungefähr ein halbes Zoll (1,27 cm) betrug. Eine erste Mehrzahl von Fäden wurde in der allgemeinen Richtung der Linie A-A ausgerichtet und eine zweite Mehrzahl von Fäden wurde entlang der Linie B-B angeordnet. Die elastischen Fäden wurden auf die quergestreckte Auflageschicht aufgebracht unter Verwendung eines Sprühklebers und wurden auf die Auflageschicht aufgebracht, während diese in einer nicht gedehnten Form war.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Bilden eines elastischen Faservlieslaminats (10), umfassend:

Erzeugen einer ersten Mehrzahl von Schlitzen (18) in einer ersten Vliesauflageschicht (14), wobei wenigstens ein Teil der ersten Mehrzahl von Schlitzen (18) in eine Richtung erzeugt wird, so dass der Winkel zwischen der Längsachse der Schlitze und der vorgesehenen Dehnrichtung des Laminats (10) zwischen 60º und 120º beträgt

Anlegen einer Dehnkraft an die erste Vliesauflageschicht (14) in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Schlitze (18), um die erste Vliesauflageschicht (14) zu strecken; und

Aufbringen einer elastischen Substratschicht (12) auf die gedehnte erste Vliesauflageschicht (14).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches ferner den Schritt des Erzeugens einer zweiten Mehrzahl von Schlitzen in einer zweiten Vliesauflageschicht (16) umfasst, und;

Aufbringen der zweiten Vliesauflageschicht (16) auf eine Oberfläche der elastischen Substratschicht (12), gegenüber der ersten Vliesauflageschicht (14).

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches ferner den Schritt des Aufbringens der ersten Vliesauflageschicht (14) auf die elastische Substratschicht (12) während die elastische Substratschicht (12) sich in einem gedehnten Zustand befindet, umfasst.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Mehrzahl von Schlitzen (18) in der ersten Vliesauflageschicht (14) in einem überlappenden Ziegelmuster gebildet wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei eine Dehnkraft an die zweiten Vliesauflageschicht (16) in eine Richtung senkrecht zu der Richtung der Schlitze (18) angelegt wird, um die zweite Vliesauflageschicht (16) zu strecken, und wobei die gedehnte zweite Vliesauflageschicht (16) auf eine Oberfläche der elastischen Substratschicht (12) gegenüber der gespannten ersten Vliesauflageschicht (14) aufgebracht wird.

6. Elastisches Faservlieslaminat (10) umfassend eine elastische Substratschicht (12) und eine auf die elastische Substratschicht (12) aufgebrachte erste Vliesauflageschicht (14), wobei ein Laminat gebildet wird, wobei die erste Vliesauflageschicht (14) eine Mehrzahl von Schlitzen (18) darin definiert, wenigstens ein Teil der Mehrzahl von Schlitzen (18) in eine Richtung erzeugt ist, so dass der Winkel zwischen der Längsachse der Schlitze und der vorgesehenen Dehnrichtung des Laminates (10) zwischen 600 und 120 beträgt, wobei das Laminat (10) elastische Eigenschaften in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung von wenigstens einem Teil der Mehrzahl von Schlitzen aufweist, und wobei das Laminat (10) zusätzlich elastische Eigenschaften aufweist, in einer Richtung, die nicht senkrecht zur Richtung von wenigstens einen Teil der Mehrzahl von Schlitzen (18) quergestreckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vliesauflageschicht (14) quergestreckt ist und somit in einer Richtung parallel zu den Schlitzen (18) ausdehnbar ist.

7. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 6, welcher ferner eine zweite Vliesauflageschicht (16) umfasst, die auf einer Oberfläche der elastischen Substratschicht (12) gegenüber einer ersten Vliesauflageschicht (14) aufgebracht ist.

8. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 6, wobei die Schlitze (18) in einem überlappenden Ziegelmuster vorliegen.

9. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 6, wobei das Laminat (10) wenigstens einen Teil eines saugfähigen Hygieneprodukts bildet.

10. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 6, wobei das Laminat (10) die Form eines medizinischen Stoffes aufweist.

11. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 6, wobei das Laminat (10) wenigstens einen Teil eines Bekleidungsstückes bildet.

12. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 7, wobei die zweite Vliesauflageschicht (16) quergestreckt ist und daher in eine Richtung parallel zu den Schlitzen (18) ausdehnbar ist.

13. Elastisches Faservlieslaminat (10) gemäß Anspruch 12, wobei die elastische Substratschicht (12) eine erste Mehrzahl von elastischen Fäden, die in eine Richtung erzeugt sind, so dass der Winkel zwischen der Längsachse der Schlitze und der Längsachse der elastischen Fäden zwischen 60 und 120 beträgt, und eine Mehrzahl von elastischen Fäden parallel zu den Schlitzen (18), umfasst.







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