SCHÖNBECK MARCUS (DE)
| WO2020188612A1 | 2020-09-24 |
| US6057024A | 2000-05-02 | |||
| US20170290717A1 | 2017-10-12 | |||
| EP3228292A1 | 2017-10-11 |
| Patentansprüche: 1. Elastisches Laminat mit zwei gegenüberliegenden Außenseiten bildenden Nonwoven-Lagen (1) und mit in einer Dehnungsrichtung (D) verlaufenden, zwischen den Nonwoven-Lagen (1) eingebundenen Streifen (2) einer elastischen Folie, wobei die Streifen (2) unter Vorspannung zwischen den Nonwoven-Lagen (1) eingebunden sind und die Nonwoven-Lagen (1) in einem entspannten Zustand durch die Rückstellkräfte der unter Vorspannung eingebundenen Streifen (2) entlang der Dehnungsrichtung (D) in Falten gelegt sind und wobei die Streifen quer zu der Dehnungsrichtung (D) entlang einer Querrichtung (Q) in einem Abstand zueinander angeordnet sind und wobei die senkrecht zu der Dehnungsrichtung (D) entlang der Querrichtung (Q) bestimmte Breite (q-i) der Streifen (2) zwischen 3 mm und 15 mm beträgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Nonwoven-Lagen (1) an diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen (3) miteinander und/oder mit den Streifen (2) der elastischen Folie verbunden sind. 2. Elastisches Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstellen (3) als Ultraschallschweißstellen ausgeführt sind. 3. Elastisches Laminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem entspannten Zustand die Dicke der Streifen (2) zwischen 30 pm und 80 pm beträgt. 4. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Streifen (2) der elastischen Folie im entspannten Zustand zwischen 20 % und 80 %, insbesondere zwischen 50 % und 75 % der Gesamtfläche abdecken. 5. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungsstellen (3) jeweils eine abgerundete Grundfläche mit einer langen Seite (a) und einer kurzen Seite (b) aufweisen. 6. Elastisches Laminat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die langen Seiten (a) gegenüber der Dehnungsrichtung (D) schräggestellt sind. 7. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der entlang der Querrichtung (Q) im entspannten Zustand bestimmte Abstand benachbarter Streifen zwischen 1 mm und 30 mm beträgt. 8. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass in einem gedehnten Zustand, wenn die Nonwoven-Lagen (1) glatt und ungedehnt sind, in Querrichtung (Q) verlaufende streifenförmige Dehnungsbereiche (4) vorgesehen sind, welche frei von Verbindungsstellen (3) sind, wobei das Verhältnis einer entlang der Dehnungsrichtung (D) bestimmten Breite (di) der Dehnungsbereiche zur der entlang der Dehnungsrichtung (D) bestimmten Länge (d2) der Verbindungsstellen (3) zwischen 0,5 und 6, insbesondere zwischen 2 und 5 liegt. 9. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungsstellen (3) in einer Projektion die Querrichtung (Q) zu zumindest 80 %, vorzugsweise vollständig abdecken. 10. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungsstellen (3) in Reihen angeordnet sind, welche in Querrichtung (Q) verlaufen. 11. Elastisches Laminat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die entlang der Dehnungsrichtung (D) unmittelbar aufeinander folgenden Reihen zueinander versetzt sind. 12. Elastisches Laminat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen entlang der Dehnungsrichtung (D) in wiederkehrender Folge einen ersten Abstand und einen größeren zweiten Abstand aufweisen. 13. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass das Verhältnis der entlang der Querrichtung (Q) bestimmten Breite (q-i) der elastischen Streifen (2) zu der entlang der Querrichtung (Q) bestimmten Breite (q2) der Verbindungsstellen (3) zwischen 2:1 und 9:1, insbesondere zwischen 3:1 und 6:1 beträgt. 14. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungsstellen (3) jeweils eine Fläche zwischen 0,2 mm2 und 5 mm2, insbesondere zwischen 0,3 mm2 und 2 mm2 aufweist. 15. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verbindungsstellen (3) im gedehnten Zustand zwischen 3 % und 40 %, insbesondere zwischen 5 % und 25 % der Gesamtfläche abdecken. 16. Elastisches Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Folie einen mehrschichtigen Aufbau, insbesondere einen zumindest dreischichtigen Aufbau mit einer Kernschicht zwischen zwei Deckschichten aufweist. 17. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Laminates nach einem der Ansprüche 1 bis 16 umfassend die Schritte: a) Extrudieren einer elastischen Folie; b) Zerschneiden der elastischen Folie zur Bildung von Streifen (2); c) Einbringen der Streifen (2) in einem gedehnten Zustand mit einer Dehnung zwischen 30 % und 300 % sowie mit einem Abstand zueinander zwischen zwei Nonwoven-Lagen (1); d) Erzeugen von diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen (3) durch U Itraschal Ischwei ßen ; e) Entspannen des aus den Nonwoven-Lagen (1) und den Streifen (2) gebildeten Laminates. 18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die elastische Folie in einer Maschinenrichtung (MD) extrudiert wird und wobei die elastische Folie entlang der Maschinenrichtung (MD) in die Streifen (2) geschnitten wird. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei die extrudierte elastische Folie oder die daraus geschnittenen Streifen (2) vor dem Einbringen zwischen die Nonwoven-Lagen (2) vorgedehnt wird bzw. werden. 20. Einweg-Windel mit einem Windelgrundkörper (9), der zwischen einer flüssigkeitsdichten Außenlage und einer flüssigkeitsdurchlässigen Innenlage einen Flüssigkeit aufnehmenden Kern (10) aufweist, wobei zwei Abschnitte (11) eines elastischen Laminates nach einem der Ansprüche 1 bis 16 an den Windelgrundkörper (9) angeschlossen und als seitliche Verbindung zwischen einem vorderen Teil und einem hinteren Teil des Windelgrundkörpers (9) vorgesehen sind. 21. Einweg-Windel nach Anspruch 20, wobei die Abschnitte (11) jeweils an einem ersten Ende an dem Windel-Grundkörper (9) angeschlossen sind und an einem zweiten Ende ein Verschlusselement (12) tragen. |
Laminates
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein elastisches Laminat, ein Verfahren zur Herstellung des elastischen Laminates sowie eine mit dem elastischen Laminat gebildete Einweg-Windel.
Das elastische Laminat ist besonders für Einweg-Artikel aus dem Hygienebereich wie beispielsweise Einweg-Windeln, Einweg-Pants oder Einweg-Inkontinenzprodukte für Erwachsene geeignet. Bei diesen Produkten besteht einerseits das Bedürfnis eines einfachen, kostengünstigen und ressourcenschonenden Aufbaus, wobei andererseits eine gute und zuverlässige Passform notwendig ist. Mit dem elastischen Laminat können dafür elastische Bereiche, beispielsweise Windelohren, Taillenbänder oder dergleichen gebildet werden. Auch für bestimmte medizinische Anwendungen wie Bandagen oder Wärmegürtel kommt ein Einsatz in Betracht. Wenn nachfolgend im besonderen Maße auf Windeln Bezug genommen wird, so ist diese Anwendung als exemplarisch zu betrachten.
Windeln, insbesondere für Babys und Kleinkinder, werden als Einweg-Massen artikel produziert, so dass sich besondere Anforderungen an eine effiziente Materialausnutzung sowie geringe Gestehungskosten ergeben.
Darüber hinaus ist jedoch gleichzeitig auch ein großes Maß an Funktionalität notwendig, damit unter allen Einsatzbedingungen ein hohes Maß an Sicherheit sowie ein zuverlässiger Schutz der die Windel tragenden Person sichergestellt werden. Über Nacht müssen große Mengen an Exkrementen aufgenommen und sicher zurückgehalten werden, wobei möglichst auch Beeinträchtigungen der Haut eines Trägers vermieden werden sollen. Zur Abdichtung an der Taille sowie den Beinen eines Benutzers sind deshalb Einweg-Windeln mit elastischen Elementen und Abschnitten versehen. Gleichzeitig muss aber auch bei einer Bewegung des Benutzers ein hoher Tragekomfort sichergestellt werden. Insbesondere sind Einschnürungen und Hautirritationen aufgrund der elastischen Abschnitte und Elemente zu vermeiden.
Um elastische Seitenteile und insbesondere seitliche Windelverschlüsse zu bilden, sind elastische Laminate bekannt, welche an ihren gegenüberliegenden Außenseiten Lagen aus Nonwoven und dazwischen einen elastischen Kern auf weisen. Der elastische Kern kann gemäß dem Stand der Technik beispiels weise durch eine vollflächig eingebundene elastische Folie oder auch elastische Stränge gebildet werden.
Die vorliegende Erfindung geht konkret von einem elastischen Laminat, insbesondere für Windelverschlüsse, aus, welches aus der EP 3 228 292 A1 bekannt ist. Das elastische Laminat umfasst zwei gegenüberliegende Außen seiten bildende Nonwoven-Lagen und in einer Dehnungsrichtung verlaufende, zwischen den Nonwoven-Lagen eingebundene Streifen einer elastischen Folie, wobei die Streifen unter Vorspannung zwischen den Nonwoven-Lagen eingebunden sind und die Nonwoven-Lagen in einem entspannten Zustand durch die Rückstellkräfte der unter Vorspannung eingebundenen Streifen entlang der Dehnungsrichtung in Falten gelegt sind und wobei die Streifen quer zur Dehnungsrichtung entlang einer Querrichtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind und wobei die senkrecht zu der Dehnungsrichtung entlang der Querrichtung bestimmte Breite der Streifen zwischen 3 mm und 15 mm beträgt.
Durch die Angabe der Streifenbreite von 3 mm bis 15 mm wird auch klar, dass typische Abschnitte des Laminates zur Bildung elastischer Funktionselemente, wie beispielsweise Windelohren, jeweils mehrere nebeneinander verlaufende Streifen aufweisen. Die elastischen Eigenschaften eines solchen Zuschnittes werden dann von sämtlichen Streifen gemeinsam bereitgestellt.
Um gemäß dem gattungsgemäßen Stand der Technik das elastische Laminat bilden zu können und insbesondere die elastischen Streifen einzubinden, ist ein Klebstoff vorgesehen, der bevorzugt selbst elastische Eigenschaften aufweist, sodass durch die Verklebung die durch die Streifen der elastischen Folie hervorgerufenen elastischen Eigenschaften nicht übermäßig beeinträchtigt werden.
Auch wenn das aus der EP 3 228 292 A1 bekannte Laminat gute Funktions eigenschaften aufweist, ergeben sich insbesondere hinsichtlich der Herstellung gewisse Nachteile. Bei der Verwendung von Klebstoff sind häufig unerwünschte Lösungsmittel, Weichmacher oder ähnliche Zusatzstoffe notwendig. Da die elastischen Streifen im gedehnten Zustand mit den Nonwoven-Lagen verklebt werden, muss in der Regel auch ein vergleichsweise schnell aushärtender Klebstoff vorgesehen werden, um zu vermeiden, dass sich lediglich die elastischen Streifen ohne die daran noch nicht ausreichend befestigten Nonwoven-Lagen zusammenziehen. Das Material muss also bei der Herstellung auch über eine gewisse Strecke auf Spannung gehalten werden bzw. die Bahngeschwindigkeit darf einen gewissen Wert nicht übersteigen. Bei einem im Wesentlichen spannungslosen Laminieren spielen diese Aspekte üblicherweise keine besondere Rolle.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes elastisches Laminat anzugeben, welches sich durch gute Funktions eigenschaften auszeichnet, einfach aufgebaut ist und effizient gefertigt werden kann. Des Weiteren sollen ein Verfahren zur Herstellung des elastischen Laminates sowie eine mit dem Laminat gebildete Einweg-Windel angegeben werden.
Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind ein elastisches Laminat gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung des elastischen Laminates gemäß Patentanspruch 18 sowie eine Einweg-Windel nach Patentanspruch 20.
Hinsichtlich des elastischen Laminates selbst ist ausgehend von einer gattungs gemäßen Ausgestaltung vorgesehen, dass die Nonwoven-Lagen an diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen miteinander und/oder mit den Streifen der elastischen Folie verbunden sind.
Die diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen können gemäß einer bevor zugten Ausgestaltung der Erfindung als Ultraschallschweißstellen ausgeführt sein.
Überraschenderweise ist es gerade durch Ultraschallschweißen auch möglich, lediglich Streifen im gedehnten Zustand einzubinden, wobei der Fachmann durch orientierende Versuche hierzu ohne Weiteres geeignete Muster auswählen kann, die auch nachfolgend weiter erläutert sind.
Wenn bei einem ausgewählten Verbindungsmuster die eingebundenen Streifen der elastischen Folie nicht unmittelbar bei der Bildung des Laminates durch ein zumindest teilweises Aufschmelzen an den Verbindungsstellen zerreißen, so ist dann auch bei dem späteren Gebrauch überraschenderweise nicht mit einer großen Gefahr eines Zerreißens zu rechnen. Hierbei spielen auch die spezifischen Eigenschaften des Laminates eine Rolle, weil durch die Laminierung der elastischen Streifen im gedehnten Zustand und den nachfolgenden Faltenwurf der Nonwoven-Lagen durch die elastische Rückstellung das elastische Laminat bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch häufig nicht über die bei der Laminierung vorliegende Länge gedehnt wird. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch werden die durch die elastische Rückstellung gebildeten Falten der Nonwoven-Lagen häufig wieder gerade gezogen, wobei dann bevorzugte Materialien für die Nonwoven-Lagen einen klar wahrnehmbaren Dehnwiderstand erzeugen. Ein Benutzer wird dann von einer weiteren Dehnung absehen, sodass die Streifen der elastischen Folie vor einer zu starken Dehnung und dann einem Zerreißen insbesondere an den Verbindungsstellen geschützt sind.
Im Rahmen der Erfindung weisen die Streifen der elastischen Folie jeweils eine Breite zwischen 3 mm und 15 mm auf. Grundsätzlich ist es dabei möglich, ein Muster von Verbindungsstellen genau auf die Lage der einzelnen Streifen abzustimmen. Entlang der einzelnen Streifen könnte beispielsweise vorgesehen sein, dass Verbindungsstellen nur mittig und nicht am Rand der einzelnen Streifen vorgesehen sind, um gerade am Rand eine unerwünschte Schwächung zu vermeiden.
Eine solche rapportgenaue Ausrichtung einer Vielzahl von Streifen auf ein Muster von Verbindungsstellen ist zwar auch von der vorliegenden Erfindung umfasst und für bestimmte Anwendungsfälle äußerst vorteilhaft, gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch auf eine rapportgenaue Ausrichtung der Streifen einerseits und der Verbindungsstellen andererseits verzichtet. Es wird dann ein Verbindungmuster gewählt, welches einerseits eine sichere Einbindung sämtlicher Streifen unabhängig von deren genauer Lage entlang der Querrichtung gewährleistet und andererseits auch eine übermäßige Schwächung der Streifen der elastischen Folie vermeidet. Insbesondere sind dazu die Größe und die Position der Verbindungsstellen auf die Breite der Streifen sowie den dazwischen verbleibenden Abstand abzustimmen.
An den Rändern der Streifen und zwischen den Streifen werden durch die Verbindungsstellen die Nonwoven-Lagen direkt miteinander verbunden.
Im Bereich der Streifen der elastischen Folie sind dagegen unterschiedliche Verbindungsarten möglich. An den vorzugsweise durch Ultraschallschweißen gebildeten diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen können die Nonwoven- Lagen unmittelbar an den Streifen befestigt sein. Die Streifen verbleiben dann als Schicht zwischen den beiden Nonwoven-Lagen.
Durch den Energieeintrag beim Ultraschallschweißen erfolgt eine lokale Belastung durch Druck und Temperatur. Gerade weil die Streifen der elastischen Folie bei der Laminierung unter Zugspannung entlang der Dehnungsrichtung stehen, können sich die Streifen unmittelbar an den Verbindungsstellen auch ausdünnen oder sogar Öffnungen bilden. In einem solchen Fall ist es dann auch möglich, dass die Nonwoven-Lagen durch eine solche Öffnung hindurch direkt miteinander verbunden sind. Die Verbindung der Nonwoven-Lagen mit den einzelnen Streifen erfolgt in einem solchen Fall nicht durch einen Stoffschluss oder eine Adhäsion, sondern letztlich mechanisch durch einen Formschluss. Wenn die Nonwoven-Lagen durch Öffnungen der Streifen miteinander verbunden sind, so sind diese dort auch zwangsläufig fixiert. Welche Art der Verbindung sich einstellt, kann sowohl durch die Verfahrensführung als auch die eingesetzten Materialien beeinflusst werden, was nachfolgend noch weiter erläutert ist. Darüber hinaus können für die unterschiedlichen Verbindungsarten auch unterschiedliche Muster von Verbindungsstellen zweckmäßig sein. Selbst wenn bei dem Ultraschallschweißen Öffnungen gebildet werden, so wird dann häufig an den Öffnungen ein Art Wulst beobachtet, an der sich das aufgeschmolzene Material zurückzieht und ansammelt. Durch eine solche Wulst kann die eigentliche Schwächung durch die Öffnung zumindest teilweise kompensiert werden.
Unterschiedliche Arten einer Verbindung können auch durch die Ausgestaltung der elastischen Folie erreicht werden, aus der die Streifen geschnitten sind. Beispielsweise kann eine mehrschichtige elastische Folie vorgesehen sein, wobei dann nicht alle Folienschichten elastisch sein müssen. Geeignete Ausführungsformen werden nachfolgend noch weiter erläutert. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung ist es beispielsweise auch möglich, dass die Nonwoven-Lagen nur mit außenliegenden Schichten der elastischen Folie verbunden werden.
Typischerweise verlaufen die Streifen mit einem gleichen Abstand und mit geraden Rändern parallel zueinander. Vorzugsweise sind die Streifen unmittelbar, d. h. ohne weitere Zwischenlagen mit den Nonwoven-Lagen verbunden bzw. dazwischen angeordnet.
Durch die Einbindung der Streifen der elastischen Folie in einem gedehnten Zustand wird eine klar definierte Dehngrenze vorgegeben. Nach Wegfall der Zugkräfte nach der Herstellung des Laminates stellt sich dieses im Wesentlichen soweit zurück, bis die Streifen der elastischen Folie wieder ihre Ausgangslänge im kräftefreien Zustand erreicht haben. Eine gewisse bleibende Verlängerung gegenüber der Ausgangslänge kann aber gerade durch eine Versteifung an den Verbindungsstellen resultieren. Wie nachfolgend noch weiter erläutert, kann eine solche an sich ungewünschte Versteifung auf bestimmte Bereiche begrenzt werden. Gemäß der entsprechenden Vorspannung der Streifen der elastischen Folie kann das elastische Laminat beispielsweise bis zu einer Dehngrenze mit einer Dehnung zwischen 30 % und 300 %, insbesondere zwischen 50 % und 250 % dehnbar sein. Im Rahmen der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Stabilität und Zugfestigkeit des elastischen Laminates bei Erreichen der Dehngrenze zu wesentlichen Teilen von den Nonwoven-Lagen bestimmt wird. Auch wenn die Streifen selbst besonders leicht dehnbar sind und somit das elastische Laminat mit geringem Kraftaufwand bis zu der Dehngrenze gedehnt werden kann, können die in ihrer Struktur nicht durch eine gemäß dem Stand der Technik häufig vorgesehene Aktivierung geschädigten Nonwoven-Lagen eine hohe Festigkeit bereitstellen. Daraus ergibt sich, dass im Gegensatz zu einem aktivierten elastischen Laminat besonders leicht dehnbare elastische Folien mit einer vergleichsweise geringen Zugfestigkeit eingesetzt werden können.
Die elastische Folie weist in dem entspannten Zustand bevorzugt eine Dicke von lediglich 30 pm bis 80 pm auf, wobei die Breite der daraus gebildeten Streifen zwischen 3 mm und 15 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 12 mm beträgt. Die Streifen der elastischen Folie liegen damit flach zwischen den beiden Nonwoven-Lagen und tragen folglich hinsichtlich der Dicke nicht wesentlich auf. Durch die flache Anordnung der Streifen können auch die elastischen Eigenschaften des Materials optimal ausgenutzt werden, wobei durch die Flächenbelegung zwischen 20 % und 80 %, vorzugsweise zwischen 50 % und 75 % nicht nur gleichmäßige elastische Eigenschaften, sondern auch eine vorteilhafte Faltenstruktur der Nonwoven-Lagen zwischen den elastischen Streifen im entspannten Zustand erreicht wird. Die Anordnung der Nonwoven-Lagen im entspannten Zustand kann auch als Rüscheneffekt bezeichnet werden, wobei sich eine besonders weiche und angenehme Oberfläche ergibt, welche auch bei einem direkten Hautkontakt einen Benutzer optimal schont.
Im Rahmen der Erfindung können die diskreten klebstofffreien Verbindungs stellen in unterschiedlichen Formen und Mustern gebildet werden. Nachfolgend werden hierzu verschiedene bevorzugte Ausgestaltungen erläutert, welche als besonders zweckmäßig angesehen werden. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diese konkreten Ausgestaltungen beschränkt, selbst wenn diese mit besonderen spezifischen Vorteilen verbunden sind.
Die Verbindungsstellen weisen vorzugsweise eine abgerundete Grundfläche auf, der eine lange Seite und eine kurze Seite zugeordnet werden kann. Die Grundfläche kann also beispielsweise oval und insbesondere elliptisch sein, wobei dann bei einer Ellipse die Hauptachse die lange Seite und die Nebenachse die kurze Seite bildet. Gemäß einer anderen bevorzugten Form sind zwei Halbkreise voneinander beabstandet und durch einen rechteckigen Zwischenabschnitt verbunden. Eine solche Form kann im weitesten Sinne als "pillenförmig" oder "stadionrund" bezeichnet werden. Schließlich ist beispiels weise auch eine rechteckige Grundform mit deutlich abgerundeten Ecken möglich. Das Verhältnis der langen Seite zu der kurzen Seite kann beispielsweise zwischen 1,1:1 und 3:1, insbesondere zwischen 1,3:1 und 2:1 liegen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zuvor beschriebene lange Seite gegenüber der Dehnungsrichtung schräg gestellt ist. Ob eine Schrägstellung der langen Seite für eine bestimmte Ausführungsform zweckmäßig ist, kann auch von der Art der Verbindung abhängen. Wenn an den Verbindungsstellen zwischen den Nonwoven-Lagen die elastische Folie unversehrt oder lediglich ausgedünnt ist, kann durch die Schrägstellung auch entlang der Querrichtung ein größerer Bereich abgedeckt werden. Wenn dagegen an den Verbindungsstellen Öffnungen in der elastischen Folie entstehen, so kann es zweckmäßig sein, die Verbindungsstellen in Querrichtung möglichst schmal auszugestalten, damit die einzelnen Streifen nur über einen geringen Anteil ihrer Breite unterbrochen sind. Bei einer solchen Art der Verbindung kann auf vorteilhafte Weise vorgesehen sein, dass die lange Seite entlang der Dehnungsrichtung ausgerichtet ist.
Bei der Charakterisierung des elastischen Laminates ist zu bemerken, dass sich die Abmessungen und auch die Winkelausrichtungen hinsichtlich des entspannten Zustandes und des gedehnten Zustandes verändern. In einem gedehnten Zustand, wenn die Nonwoven-Lagen glatt und darüber hinaus ungedehnt sind, wird wieder die Struktur während der Herstellung erreicht. Die Verbindungsstellen liegen dann in einer Konfiguration, Ausrichtung und Größe vor, wie dies auch bei der Herstellung vorgesehen war. Für die Charakterisierung des elastischen Laminates kann deshalb gerade auf den beschriebenen gedehnten Zustand Bezug genommen werden, wenn die Nonwoven-Lagen glatt und ungedehnt sind.
In Bezug auf diesen gedehnten Zustand kann die lange Seite gegenüber der Dehnungsrichtung beispielsweise zwischen 30 ° und 60 ° schräggestellt sein. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, wenn eine erste Gruppe von Verbindungsstellen ausgehend von einer Mittelachse in eine erste Richtung und eine zweite Gruppe von Verbindungsstellen entgegengesetzt in eine zweite Richtung um den angegebenen Wert schräggestellt ist. Insbesondere kann die lange Seite bezogen auf den gedehnten Zustand um +/- 45 ° abgewinkelt sein. Wie zuvor erläutert, kann eine solche Schrägstellung gerade dann zweckmäßig sein, wenn die elastische Folie an den Verbindungsstellen erhalten bleibt.
Wie bereits zuvor läutet, decken die Streifen der elastischen Folie im entspannten Zustand zwischen 20 % und 80 %, insbesondere zwischen 50 % und 75 % der Gesamtfläche ab. Ausgehend von der beanspruchten Streifenbreite und einer äquidistanten Anordnung ergibt sich dann ein typischer Abstand benachbarter Streifen im entspannten Zustand zwischen 1 mm und 30 mm. Dabei ist zu beachten, dass sich der Flächenanteil der elastischen Streifen sowie der Abstand bei einer Dehnung nur begrenzt ändert, weil sich die Streifen bei ihrer Dehnung im Wesentlichen in ihrer Dicke ändern. Gewisse Ein schnürungen der Streifen bei einem Dehnen bzw. eine Verbreiterung bei einer elastischen Rückstellung sind jedoch möglich.
Im Rahmen der Erfindung ist zu beachten, dass klebstofffreie Verbindungs stellen und insbesondere Ultraschallschweißstellen sowohl zu einer Versteifung als auch zu einer Schwächung beitragen können.
Vor diesem Flintergrund ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in einem gedehnten Zustand, wenn - wie zuvor beschrieben - die Nonwoven-Lagen glatt und ungedehnt sind, in verlaufende streifenförmige Dehnungsbereiche vorgesehen sind, welche frei von Verbindungsstellen sind, wobei das Verhältnis einer entlang der Dehnungsrichtung bestimmten Breite der Dehnungsbereiche zu der entlang der Dehnungsrichtung bestimmten Länge der Verbindungsstellen zwischen 0,5 und 6, insbesondere zwischen 2 und 5 liegt. Auch wenn die Dehnungsbereiche in Querrichtung verlaufen, so müssen diese nicht genau parallel zu der Dehnungsrichtung ausgerichtet sein. Gerade aus fertigungstechnischer Sicht kann es zweckmäßig sein, wenn die Dehnungsbereiche mit einer leichten Schrägstellung in Querrichtung verlaufen. Bei einer Ausrichtung der einzelnen keine Verbindungsstellen aufweisenden Dehnungsbereiche genau entlang der Querrichtung wäre dann bei einem Ultraschallschweißen mit einer Ambosswalze und einer Sonotrode an den Dehnungsbereichen keine Abstützung zwischen Ambosswalze und Sonotrode gegeben bzw. es resultiert ein vergrößerter Abstand zwischen der Sonotrode und den zurückliegenden Bereichen der Ambosswalze zwischen den für die Bildung der Verbindungsstellen vorgesehenen Vorsprüngen. Wenn dagegen die Dehnungsbereiche wie beschrieben etwas schräg gegenüber der Querrichtung verlaufen, kann eine praktisch durchgehende Abstützung zwischen der Ambosswalze und der Sonotrode erreicht werden. Die Gefahr einer Beschädigung sowie der Verschleiß der Anlage können dadurch reduziert werden.
Der Grad der Schrägstellung hängt auch von der Breite des Laminates ab. Die Schrägstellung ist üblicherweise so gewählt, dass die Ambosswalze gegenüber der Sonotrode praktisch durchgehend durch zumindest einen Vorsprung abgestützt ist. Bei üblichen Breiten des Laminates kann die Schrägstellung beispielsweise zwischen 1° und 20°, insbesondere zwischen 2° und 10° liegen.
Hinsichtlich der Dehnung des Materials entlang der Dehnungsrichtung sind die Dehnungsbereiche durch das Weglassen von Verbindungsstellen an den Dehnungsbereichen nicht von einer Versteifung oder Schwächung betroffen. Überraschenderweise kann dabei auch hingenommen werden, dass die Nonwoven-Lagen und die Streifen der elastischen Folie über die entsprechende Länge nicht unmittelbar miteinander verbunden sind. Dagegen ist für einen Teil der Ausführungsformen vorzugsweise vorgesehen, dass die Verbindungsstellen in einer Projektion die Querrichtung zu zumindest 80 %, vorzugsweise vollständig abdecken. Damit ist gemeint, dass entlang der Längsrichtung gerade keine größeren linienförmigen Abschnitte vorliegen, an denen entlang der Dehnungsrichtung überhaupt keine Verbindungsstellen vorgesehen sind. Wenn dagegen größere in Dehnungsrichtung verlaufende Freiräume verbleiben würden, so könnte auch die sichere Einbindung der Streifen der elastischen Folie nicht sichergestellt werden, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kein genauer Rapport bzw. eine genaue Ausrichtung der Streifen auf das Muster der Verbindungsstellen vorgesehen ist. In Bezug auf die beschriebene Projektion kann die Querrichtung auch vollständig durch Verbindungsstellen abgedeckt sein. Es kann dann keine gerade, entlang der Dehnungsrichtung verlaufende Linie gefunden werden, die nicht einzelne Verbindungsstellen schneidet. Im Hinblick auf die beschriebene Projektion können die Verbindungsstellen selbstverständlich auch mit einem gewissen Überlapp vorgesehen sein, um die Querrichtung vollständig abzudecken. Die beschriebene zumindest weitgehende Abdeckung der Querrichtung kann vorteilhafterweise auch dadurch erreicht werden, dass aufeinanderfolgende Verbindungsstellen entlang der Querrichtung einen Versatz aufweisen. Die beschriebene Abdeckung in Querrichtung ist insbesondere dann vorgesehen, wenn die elastische Folie an den Verbindungsstellen erhalten bleibt und dort keine Öffnungen bildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verbindungsstellen in Reihen angeordnet sind, welche genau parallel zur Querrichtung oder vorzugsweise mit einer gewissen Schrägstellung in Querrichtung verlaufen. Wie bereits zuvor angedeutet, kann dann auch bei entlang der Dehnrichtung unmittelbar aufeinanderfolgenden Reihen ein Versatz zueinander vorgesehen sein. Beispielsweise können aufeinanderfolgende Reihen auf Lücke angeordnet sein, sodass genau jede zweite Reihe wieder die gleiche Ausrichtung hinsichtlich der Querrichtung aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können die in Dehnungsrichtung aufeinander folgenden Reihen auch unterschiedliche Abstände aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Reihen entlang der Dehnungsrichtung in wiederkehrender Folge einen ersten Abstand und einen größeren zweiten Abstand aufweisen. Beispielsweise kann bei Paaren von zwei Reihen oder Gruppen von zumindest drei Reihen zwischen den Reihen des Paars bzw. der Gruppe der geringe erste Abstand vorgesehen sein. Wenn die Reihen dann in Querrichtung versetzt sind, kann in Bezug auf die einzelnen Paare oder Gruppen sogar entlang der Dehnungsrichtung ein gewisser Überlapp vorhanden sein. Durch die lokal engere Anordnung der Verbindungs stellen wird eine besonders zuverlässige Verbindung des Laminates erreicht, wobei dort durch eine übliche Versteifung des Materials durch die Verbindungsstellen auch eine gewisse Beeinträchtigung der Dehnbarkeit und Elastizität in Kauf genommen wird. Zwischen den Paaren oder Gruppen ist dann der größere zweite Abstand vorgesehen, insbesondere um die zuvor beschriebenen Dehnungsbereiche auszubilden. In einer einfachen Ausgestaltung können sich entlang der Dehnungsrichtung immer ein erster Abstand und ein zweiter Abstand abwechseln.
Die einzelnen Verbindungsstellen weisen typischerweise eine Fläche zwischen 0,2 mm 2 und 5 mm 2 , insbesondere zwischen 0,3 mm 2 und 2 mm 2 auf.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verbindungsstellen im gedehnten Zustand, wenn die Nonwoven-Lagen glatt und unbedehnt sind, zwischen 3 % und 40 %, insbesondere zwischen 25 % und 50 % der Gesamtfläche abdecken. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Fierstellung des zuvor beschriebenen elastischen Laminates umfassend die Schritte: a) Extrudieren einer elastischen Folie; b) Zerschneiden der elastischen Folie zur Bildung von Streifen; c) Einbringen der Streifen in einem gedehnten Zustand mit einer Dehnung zwischen 30 % und 300 % sowie mit einem Abstand zueinander zwischen zwei Nonwoven-Lagen; d) Erzeugen von diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen durch Ultraschallschweißen; e) Entspannen des aus den Nonwoven-Lagen und den Streifen gebildeten Laminates.
Die Produktionsrichtung, in der die elastische Folie als Monofolie extrudiert oder vorzugsweise als mehrschichtige Folie koextrudiert wird, wird auch als Maschinenrichtung bezeichnet. Vorzugsweise wird die Folie so in Streifen ge schnitten, dass auch die einzelnen Streifen entlang der Maschinenrichtung ver laufen, was alleine hinsichtlich der Verfahrensführung von Vorteil ist, weil dann auch die Streifen als Endlosmaterial gebildet und leicht weiterverarbeitet werden können.
Gerade bei einem erstmaligen Dehnen der Folie ist häufig eine deutlich größere Kraft für eine Dehnung notwendig, als bei darauf folgenden Dehnungen. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn wie nachfolgend noch im Detail beschrieben, die elastische Folie mit dünnen nicht-elastischen Deckschichten versehen ist, so dass für die Bereitstellung einer leichten Dehnbarkeit die elastische Folie selbst zunächst in einem gewissen Maße aktiviert werden muss. Vor diesem Flintergrund ist es gemäß einer bevorzugen Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass entweder die extrudierte Folie oder die daraus geschnittenen Streifen vor dem Einbringen zwischen die Nonwoven-Lagen zunächst vorgedehnt werden. Insbesondere ist diese erste Vordehnung vorzugsweise stärker als die Vorspannung, mit der die elastischen Streifen im gedehnten Zustand mit den Nonwoven-Lagen kaschiert werden. Durch die stärkere Vordehnung wird sichergestellt, dass zumindest bis zu der durch das Verfahren vorgegebenen Dehngrenze eine besonders leichte Dehnung der elastischen Folie bzw. der daraus gebildeten Streifen möglich ist.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die extrudierte elastische Folie oder die daraus geschnittenen Streifen vor dem Einbringen zwischen die Nonwoven-Lagen um 300 % bis 500 % vorgedehnt werden, wobei die dann nach einer Spannung resultierende Länge mit einer permanenten Verformung (permanent set) als Ausgangslänge für die nachfolgende Dehnung während der Kaschierung zugrunde zu legen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elastische Folie einen mehrschichtigen Aufbau mit einer elastischen Kernschicht und zumindest einer Außenschicht aufweist, auch wenn eine Ausgestaltung als Monofolie ebenfalls möglich ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass typische elastische Materialien wie Styrol-Block-Copolymere oder auch elastische thermoplastische Olefine häufig eine erhebliche Klebrigkeit aufweisen, sodass damit gebildete Monofolien für einen Transport, eine Lagerung und die Verarbeitung nicht ohne Weiteres auf- und abgewickelt werden können. Neben erhöhten Zugkräften durch die beschriebene Klebrigkeit besteht sogar die Gefahr eines Verblockens, sodass dann eine entsprechende Rolle nicht mehr nutzbar ist. Bei einer Monofolie ergibt sich des Weiteren auch der Nachteil, dass diese sich bereits bei ihrer Handhabung während der Herstellung durch die notwendigen Zugkräfte seinen Transport sehr stark dehnt. Wenn dagegen ein mehrschichtiger Aufbau mit zumindest einer nicht elastischen, üblicherweise dünnen Deckschicht eingesetzt wird, kann eine solche Folie zumindest bei mäßigen Zugkräften während der Herstellung sehr gut und ohne eine wesentliche Dehnung gehandhabt werden.
Neben einer zweischichtigen Ausgestaltung mit einer Kernschicht und einer Außenschicht ist besonders bevorzugt ein dreischichtiger Aufbau und ins besondere ein symmetrischer dreischichtiger Aufbau mit einer Kernschicht zwischen zwei Außenschichten zweckmäßig.
Typische Materialien für die Kernschicht sind Styrol-Block-Copolymere, wie beispielsweise SIS, SBS und SEBS (siehe beispielsweise "Saechtling Kunststoff Taschenbuch", 31. Auflage, 2013, Carl Hanser Verlag) oder thermoplastische Elastomere auf der Basis von Polyolefin-Copolymer, die in der Praxis auch als TPE-0 bezeichnet werden.
Die Deckschichten sind dagegen vorzugsweise aus herkömmlichen nicht elastischen Polyolefinen, wie Polyethylen, Polypropylen sowie deren Copoly meren, gebildet, wobei hierzu verschiedene Dichtetypen in Betracht kommen. Geeignet sind beispielsweise LDPE und LLDPE, wobei diese mit weiteren Bestandteilen, wie beispielsweise PP/PE-Copolymer oder typischen Additiven und Zuschlagstoffen, wie beispielsweise Talkum, gemischt sein können. Des Weiteren können auch andere Zuschläge, wie beispielsweise Antiblock mittel, Farbpigmente oder dergleichen vorgesehen sein.
Für die beschriebenen Folien ist es in der Regel ausreichend und zweckmäßig, wenn die Außenschichten sehr dünn ausgeführt sind. Die Außenschichten können beispielsweise jeweils eine Dicke zwischen 1 pm und 10 pm, insbesondere zwischen 2 pm und 5 pm aufweisen. Die für die elastischen Eigenschaften verantwortliche Kernschicht ist dagegen dicker und weist je nach Materialauswahl typischerweise eine Dicke zwischen 15 pm und 60 pm, insbesondere zwischen 20 pm und 50 pm auf.
Das Dickenverhältnis der Kernschicht zu einer der Außenschichten liegt dabei typischerweise in einem Bereich zwischen 5:1 und 12:1.
Wie zuvor beschrieben, sind im Rahmen der Erfindung unterschiedliche Arten der Verbindung an den Verbindungsstellen möglich, um die Streifen der elastischen Folie in das Laminat einzubinden. Die Nonwoven-Lagen können an den Streifen mit der elastischen Folie oder durch Öffnungen der elastischen Folie hindurch miteinander verbunden sein. Darüber hinaus sind auch verschiedene Zwischenstufen oder lokal unterschiedliche Verbindungen bei einem Laminat möglich.
Eine Verbindung der Nonwoven-Lagen mit der elastischen Folie ohne die Ausbildung von Öffnungen, Poren oder starken Materialeinschnürungen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass bei einer mehrschichtigen, insbesondere zumindest dreischichtigen elastischen Folie die Kernschicht bzw. eine innenliegende Schicht im Vergleich zu den Außenschichten einen höheren Schmelzpunkt und/oder eine höhere Viskosität aufweist, so dass die Kernschicht bzw. die innenliegende Schicht auch bei dem Ultraschallverschweißen oder einer vergleichbaren Energieeinwirkung erhalten bleibt.
Zusätzlich oder alternativ können die Materialien der elastischen Folie oder bei einem mehrschichtigen Aufbau zumindest der Außenschichten der elastischen Folie einerseits und der Nonwoven-Lagen andererseits so aufeinander abgestimmt sein, dass eine stoffschlüssige Verbindung durch ein Verschmelzen begünstigt wird.
In diesem Zusammenhang können auch die Fasern des Nonwovens besonders angepasst oder ausgewählt sein. So kann das Nonwoven beispielsweise aus Bikomponenten-Fasern gebildet sein oder zumindest Bikomponenten-Fasern aufweisen, welche eine niedrigschmelzende Komponente insbesondere als Mantel bei einer Kern-Mantel-Struktur aufweisen. Die hochschmelzende Komponente, insbesondere also der Kern, bleibt dann vorzugsweise in ihrer Struktur erhalten, während die niedrigschmelzende Komponente eine zuverlässige stoffschlüssige Verbindung ermöglicht. Ähnliche Vorteile können auch erreicht werden, wenn in dem Nonwoven ein Gemisch aus hochschmelzenden und niedrigschmelzenden Fasern vorhanden ist.
Erfindungsgemäß sind die Außenseiten des Laminates aus Nonwoven-Lagen gebildet. Dabei kommen verschiedene derzeit gängige Nonwoven-Typen in Betracht, wie beispielsweise Spunbond-Nonwoven, Carded-Nonwoven und Meltblown-Nonwoven. Besonders bevorzugt wird ein mehrschichtiger Aufbau eingesetzt, welcher die verschiedenen Nonwoven-Typen miteinander kombiniert. Durch einen solchen mehrschichtigen Aufbau können auch bei einem geringen Flächengewicht sehr gute Eigenschaften hinsichtlich der Festigkeit und der Haptik erreicht werden. Beispielsweise kann ein Nonwoven mit einem Schichtaufbau SMS, SSMMS oder dergleichen vorgesehen sein. Wie zuvor beschrieben, können die einzelnen Schichten auch ein Fasergemisch und/oder Bikomponenten-Fasern aufweisen.
Das Flächengewicht des Nonwovens liegt typischerweise zwischen 10 g/cm 2 und 35 g/cm 2 , insbesondere zwischen 13 g/m 2 und 25 g/cm 2
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein elastisches Laminat für Windelverschlüsse in einem entstandenen Zustand,
Fig. 2 das elastische Laminat gemäß der Fig.1 in einem vollständig gedehnten Zustand an einer Dehngrenze,
Fig. 3 ein Muster von diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen des Laminates in dem gedehnten Zustand gemäß der Fig. 2 bzw. bei der Herstellung, Fig. 4A die Herstellung des elastischen Laminates in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4B einen Verfahrensschritt zur Bildung von beabstandeten Folien streifen,
Fig. 5 die schematische Darstellung einer Einweg-Windel,
Fig. 6a bis c alternative Ausgestaltungen zu dem Muster gemäß Fig. 3, Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Ultraschallverschweißens in einer Draufsicht,
Fig. 8a, b weitere alternative Ausgestaltungen zu dem Muster gemäß Fig. 3.
Die Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht ein elastisches Laminat, welches insbesondere für Windelverschlüsse vorgesehen ist. Wie sich auch in einer vergleichenden Betrachtung mit der Fig. 4a ergibt, umfasst das elastische Laminat zwei Nonwoven-Lagen 1, welche auch die Außenseite des elastischen Laminates bilden. Entlang einer Dehnungsrichtung D verlaufen Streifen 2 einer elastischen Folie.
Erfindungsgemäß sind die Streifen 2 unter Vorspannung zwischen den Nonwoven-Lagen 1 eingebunden, wobei die Nonwoven-Lagen 1 in einem in der Fig. 1 dargestellten entspannten Zustand durch die Rückstellkräfte der unter Vorspannung eingebundenen Streifen 2 entlang der Dehnrichtung D in Falten gelegt, d. h. entlang der Streifen 2 gerafft sind. Die Nonwoven-Lagen 1 sind durch diskrete klebstofffreie Verbindungsstellen 3 mit den Streifen 2 und zwischen den Streifen miteinander verbunden. Zum Zwecke der Übersicht lichkeit sind die Verbindungsstellen 3 in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt. Hierzu wird auf die Fig. 3 verwiesen, in der als Ausschnitt das Muster der Verbindungsstellen 3 wiedergegeben ist, wobei exemplarisch zwei Streifen 2 gestrichelt sind.
Die Darstellung der Fig. 3 bezieht sich auf einen gedehnten Zustand des Laminates gemäß der Fig. 2 bzw. auf die Konfiguration des Laminates bei der Herstellung, bei der die Folienstreifen 2 entlang der Dehnungsrichtung D gedehnt sind. Die Streifen der elastischen Folie decken im entspannten Zustand typischer weise zwischen 20 % und 80 %, insbesondere zwischen 50 % und 75 % der Gesamtfläche ab, wobei sich dieser Wert durch die Dehnung in der Regel nicht wesentlich ändert, weil eine Ausdünnung der Streifen 2 der elastischen Folie üblicherweise hauptsächlich in Richtung der Dicke erfolgt. Die Dicke der Streifen 2 beträgt im entspannten Zustand üblicherweise zwischen 30 pm und 80 pm.
Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, weisen die Verbindungsstellen 3 jeweils eine abgerundete Grundfläche mit einer langen Seite a und einer kurzen Seite b auf. Die Verbindungsstellen 3 können beispielsweise oval und insbesondere elliptisch sei. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zeigt dagegen eine Ausgestaltung, bei der die Verbindungsstellen jeweils durch Flalbkreise gebildet sind, die durch einen rechteckigen Zwischenabschnitt verbunden sind.
Das Verhältnis der langen Seite a zu der kurzen Seite b kann beispielsweise zwischen 1,1:1 und 3:1, insbesondere zwischen 1,3:1 und 2:1 liegen.
Aus der Fig. 3 ist des Weiteren ersichtlich, dass die Verbindungsstellen 3 in entlang einer Querrichtung Q verlaufenden Reihen angeordnet sind, wobei die entlang der Dehnungsrichtung D unmittelbar aufeinanderfolgenden Reihen zueinander auf Lücke versetzt sind. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Verbindungsstellen 3 gegenüber der Dehnungsrichtung D mit ihren langen Seiten a abwechselnd nach links und rechts schräggestellt sind.
Durch die Schrägstellung entsprechen die lange Seite a und die kurze Seite b nicht der Länge d2, die von den einzelnen Verbindungsstellen 3 entlang der Dehnungsrichtung sowie der entlang der Querrichtung bestimmten Breite q2 abgedeckten Breite. Aus der Fig. 3 ist zu erkennen, dass im gedehnten Zustand, wenn die Nonwoven-Lagen 1 glatt und ungedehnt sind (entsprechend der Struktur während der Herstellung), entlang der Querrichtung Q verlaufende streifenförmige Dehnungsbereiche 4 vorgesehen sind, an denen sich keine Verbindungsstellen 3 befinden. Das Verhältnis der entlang der Dehnungs richtung D bestimmten Breite der Dehnungsbereiche di zu der entlang der Dehnungsrichtung D bestimmten Länge d2 der Verbindungsstellen liegt typischerweise zwischen 0,5 und 6, insbesondere zwischen 2 und 5.
Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Verbindungsstellen 3 in einer Projektion die Querrichtung Q zu zumindest 80 % abdecken. Hinsichtlich der Fig. 3 ist eine solche Projektion beispielsweise auf eine horizontale Grundlinie zu bilden. Während also entlang der Querrichtung Q verlaufende streifenförmige Dehnungsbereiche vorliegen, ergeben sich entlang der Dehnungsrichtung nur sehr schmale linienförmige Bereiche zwischen den Verbindungsstellen 3. Insbesondere wenn die Verbindungsstellen 3 etwas größer ausgeführt sind, kann die Querrichtung Q in der Projektion vollständig abgedeckt werden. Dies hat zur Folge, dass unabhängig von der genauen Ausrichtung der einzelnen Streifen 2 stets eine ausreichende Einbindung durch die Verbindungsstellen 3 gewährleistet ist.
Aus der Fig. 3 ist auch ersichtlich, dass für die Anordnung der einzelnen Streifen 2 gegenüber den Verbindungsstellen 3 kein genauer Rapport vorgesehen ist. In der Praxis ist damit zu rechnen, dass jeder Streifen 2 gegenüber dem Muster aus Verbindungsstellen 3 etwas anders angeordnet ist. Das Muster aus Verbindungsstellen 3 ist dabei jedoch so zu wählen, dass es gerade nicht auf eine bestimmte Ausrichtung ankommt und stets eine ausreichende Verbindung und Festigkeit sichergestellt wird. Das Verhältnis der entlang der Querrichtung bestimmten Breite qi der elastischen Streifen 2 zu der entlang der Richtung Q bestimmten Breite q2 der Verbindungsstellen liegt typischerweise zwischen 2:1 und 9:1.
Die einzelnen Verbindungsstellen 3 können beispielsweise eine Fläche zwischen 0,2 mm 2 und 5 mm 2 , insbesondere zwischen 0,3 mm 2 und 2 mm 2 aufweisen.
In Bezug auf den gedehnten Zustand können die Verbindungsstellen 3 beispielsweise eine Fläche zwischen 3 % und 40 %, insbesondere zwischen 5 % und 25 % der Gesamtfläche abdecken.
Die Fig. 4A zeigt exemplarisch einzelne Schritte zur Fierstellung des elastischen Laminates. Demnach wird eine zuvor extrudierte elastische Folie zugeführt und mit Messern 5 in Streifen 2 geschnitten. Die geschnittenen Streifen 2 werden äquidistant aufgefächert, was aus der schematischen Darstellung der Fig. 4A nicht hervorgeht. Beispielsweise können gemäß der Fig. 4B die Streifen 2 um eine schräggestellte Walze 6 geführt werden.
Die Streifen 2 werden dann mit einem Abstand zueinander zwischen zwei Nonwoven-Lagen 1 eingebracht.
In der Fig. 4A ist auch dargestellt, dass die elastische Folie zur Bildung der Streifen 2 mit einer ersten Geschwindigkeit vi zugeführt wird, während die beiden Nonwoven-Lagen 1 und auch nachfolgend das gebildete Laminat mit einer größeren Geschwindigkeit V2 transportiert werden. Aus dem Geschwindigkeitsunterschied von vi und V2 ergibt sich der Grad der Dehnung der einzelnen Streifen 2 bei der Verbindung. Die eigentliche Bildung des Laminates erfolgt durch die Erzeugung der zuvor im Detail beschriebenen Verbindungsstellen an einer Ambosswalze 7 und einer damit zusammenwirkenden Sonotrode 8.
Die Fig. 5 zeigt einen bevorzugten Einsatzzweck des elastischen Laminates gemäß der Fig. 1 und 2. Die Fig. 5 zeigt eine Einweg-Windel mit einem Windelgrundkörper 9, der zwischen einer flüssigkeitsdichten Außenlage und einer flüssigkeitsdurchlässigen Innenlage einen Flüssigkeit aufnehmenden Kern 10 aufweist, wobei zwei Abschnitte 11 des zuvor beschriebenen elastischen Laminates an den Windelgrundkörper 9 angeschlossen und als seitliche Ver bindungen zwischen einem vorderen Teil und einem hinteren Teil des Windel grundkörpers 9 vorgesehen sind. Konkret sind die Abschnitte 11 jeweils in einem ersten Ende an dem Windelgrundkörper 9 angeschlossen und tragen an einem zweiten Ende ein Verschlusselement 12, beispielsweise ein Haken material. Die Verschlusselemente 12 sind dazu vorgesehen, um beim Anlegen der Einweg-Windel auf einem vorderen Abschnitt des Windel-Grundkörpers befestigt zu werden, wozu dort dann eine auch als Landing-Zone bezeichnete Auflagefläche vorgesehen ist.
Das elastische Laminat zeichnet sich durch einen geringen Materialeinsatz, geringe Herstellungskosten und dennoch gute Funktionseigenschaften aus. Das elastische Laminat ist damit auch für andere Einweg-Artikel sehr gut geeignet. Mit dem elastischen Laminat können beispielsweise auch Taillenbänder eines Inkontinenzproduktes oder eines Einweg-Wärmegürtels gebildet werden.
Das in der Fig. 3 dargestellte Muster von diskreten klebstofffreien Verbindungsstellen 3 ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn im Bereich der Streifen 2 an den dortigen Verbindungsstellen 3 die elastische Folie keine Öffnungen bildet, so dass die Nonwoven-Lagen 1 an der elastischen Folie befestigt sind.
Wenn dagegen der Energieeintrag durch das Ultraschallschweißen an den Streifen 2 der elastischen Folie zu einer Lochbildung führt und dann die Nonwoven-Lagen 1 im Bereich der Streifen durch die gebildeten Löcher hindurch miteinander verbunden sind, können andere Muster zweckmäßig sein, welche die Streifen 2 weniger schwächen.
So zeigen die Fig. 6a bis 6c ein alternatives Muster von Verbindungsstellen 3, welches in einem solchen Fall besonders zweckmäßig ist. Die Fig. 6a und 6c unterscheiden sich durch eine unterschiedliche Breite des Streifens 2, wobei exemplarisch jeweils der Abstand benachbarter Streifen 2 genau der Breite des Streifens 2 entspricht. Die Streifen 2 decken dann (zumindest bezogen auf den gedehnten Zustand bei der Herstellung) 50% der Gesamtfläche ab. Selbstverständlich ist diese Flächenabdeckung nur exemplarisch, wobei der Abstand benachbarter Streifen 2 im Rahmen der Erfindung größer und kleiner sein kann als die Breite der Streifen 2.
Um die Streifen 2 entlang ihrer Breite nicht zu stark zu schwächen, sind die nicht runden Verbindungsstellen 3 mit ihrer langen Seite a entlang der Dehnungsrichtung D ausgerichtet, so dass dann die Streifen 2 an den einzelnen Verbindungsstellen 3 nur über die Länge der kurzen Seite b geschwächt sind.
Wie auch bei dem Muster gemäß der Fig. 3 sind die Verbindungsstellen in Reihen angeordnet, welche zueinander versetzt sind.
Gemäß der Fig. 6a bis 6c weisen die Reihen entlang der Dehnungsrichtung D aber abwechselnd einen ersten Abstand und einen größeren zweiten Abstand auf. Die mit den ersten kleinen Abstand aufeinander folgenden Reihen bilden eine Art Doppelreihe 13, welche eine besonders zuverlässige Verbindung ermöglicht. Durch den größeren zweiten Abstand werden die streifenförmigen Dehnungsbereiche 4 bereitgestellt, welche in Querrichtung Q verlaufen.
Bei einer genauen Betrachtung der Fig. 6a bis 6c ist zu erkennen, dass die Reihen und damit auch die Dehnungsbereiche D gegenüber der Querrichtung Q leicht schräggestellt sind, was insbesondere fertigungstechnische Vorteile bietet.
Hierzu zeigt die Fig. 7 stark schematisiert in einer Draufsicht den Bereich der Sonotrode 8 (vergleiche Fig. 4a), wobei auf dem Laminat die Doppelreihen 13 in ihrer Schrägstellung angedeutet sind. Die Schrägstellung ist gemäß der Fig. 7 so auf die Breite des Laminates angepasst, dass zwischen der Ambosswalze 7 und der Sonotrode 8 stets eine Abstützung durch zumindest einen für die Bildung der Verbindungsstellen vorgesehenen Vorsprung der Ambosswalze 7 erfolgt. Eine solche Schrägstellung ist auch bei dem Muster gemäß der Fig. 3 zweckmäßig, auch wenn diese dort nicht dargestellt ist.
Gemäß der Fig. 6a entspricht der Abstand zwischen zwei in einer Reihe benachbarten Verbindungsstellen 3, jeweils bezogen auf die Mitte der Verbindungsstelle 3, genau der Breite und dem Abstand der Streifen 2. Dies hat zur Folge, dass alle Streifen 2 in gleicher Weise fixiert sind.
Da aber in der Regel die einzelnen Streifen 2 nicht exakt gegenüber dem Muster aus Verbindungsstellen 3 ausgerichtet werden können oder sollen, kann die Ausgestaltung gemäß der Fig. 6a in der Praxis nachteilig sein. Wenn für einen Streifen 2 die (nicht genau vorgegebene) Ausrichtung hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften nachteilig ist, so gilt dies dann für alle Streifen 2. Gemäß der Fig. 6b und 6c ist deshalb vorgesehen, dass die Streifen 2 und der Abstand zwischen den Streifen 2 entweder etwas größer (Fig. 6b) oder etwas kleiner (Fig. 6c) als der Abstand (Mitte zu Mitte) benachbarter Verbindungsstellen 3 ist. Der Abstand benachbarter Verbindungsstellen 3 kann beispielsweise 5% bis 20% größer sein als die Breite der Streifen 2.
In den Fig. 8a und 8b ist exemplarisch dargestellt, dass die Verbindungsstellen 3 auch kreisrund ausgeführt sein können, wobei auch dann Reihen von Verbindungsstellen 3 entlang der Dehnungsrichtung D beispielsweise äquidistant (Fig. 8a) oder in Doppelreihen 13 (Fig. 8b) angeordnet sein können.
Gemäß einem konkreten Versuchsmuster ist ein Kardenvlies (carded nonwoven) mit einem Flächengewicht von 22 g/m 2 vorgesehen. Geeignet ist beispielsweise ein carded nonwoven, welches unter der Bezeichnung "ThermoStrain" von der Mondi Ascania GmbFI vertrieben wird. Die Streifen 2 sind aus einer elastischen Folie auf der Basis von SBS gebildet, welche entlang einer hier mit der Dehnungsrichtung D zusammenfallenden Maschinenrichtung MD um 250 % gedehnt werden kann. Die Streifenbreite im ungedehnten Zustand beträgt bei dem konkreten Muster 3 mm.
Die Folie weist einen symmetrischen Aufbau mit einer elastischen Kernschicht auf. Die Kernschicht weist eine Dicke von 42 pm auf, wobei SBS mit Polystyrol (PS) und Öl abgemischt ist und zusätzlich Titandioxid (T1O2) als Weißbatch enthalten ist. Die symmetrisch vorgesehenen Außenschichten weisen jeweils eine Dicke von lediglich 4 pm auf, wobei ein Blend aus Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) zusätzlich Talkum enthält. Wie bereits eingangs erläutert, werden die elastischen Eigenschaften des Laminates von den Streifen 2 der elastischen Folie bestimmt. Es versteht sich dabei, dass die elastischen Eigenschaften auch wesentlich durch die Streifen breite und den Streifenabstand und somit letztlich den Bedeckungsgrad durch die Streifen wesentlich variiert und an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden kann.
Next Patent: METHOD FOR MANAGING A DISPLAY INTERFACE