可拉伸的纸尿裤元件的制作方法

可拉伸的纸尿裤元件
1.本发明涉及一种具有弹性层片和至少一个由非织造织物制成的层片的可拉伸纸尿裤元件，其中所述纸尿裤元件具有在所述弹性层片和所述由非织造织物制成的层片之间的接合区域。所述非织造织物层片在纸尿裤元件的未拉伸状态下包括波纹状形成的区域作为用于允许拉伸的裕量。
2.在纸尿裤中使用弹性元件，以确保良好的合身性和紧密性。根据本发明的纸尿裤元件优选地用作纸尿裤腰带，即所谓的"腰带"。所述材料同样特别适合用作婴儿纸尿裤的弹性闭合元件，即所谓的"后耳"。
3.根据本发明的纸尿裤元件包括由弹性材料制成的层片。该弹性层片在至少一侧上具有由无纺织物制成的层片。这种无纺织物通常具有有限的可拉伸性。在根据本发明的纸尿裤腰带元件中，非织造织物层片因此以波纹状形成的形式与弹性层片接合。波谷与弹性层片接合，而波峰突起离开弹性层片并围出朝向弹性层片的空腔。通过该波纹，处于未拉伸状态的非织造织物层片形成用于允许该元件拉伸的裕量。
4.常规地，这样的纸尿裤元件是通过首先拉伸弹性层片和然后将非织造织物层片平面地施加在弹性层片上来制备的。然后，将非织造织物层片借助于超声波焊接局部地与弹性层片接合。在该层压件松弛之后，该非织造织物层片形成了所需的波纹状结构。
5.在de 689 23 866 t2中描述了一种具有上层和下层的纸尿裤。在未张紧的状态下将弹性带固定在弹性层上。弹性带在整个平面上与弹性层接合。在弹性带拉伸和松弛之后形成打褶区域。
6.ep 217032 b1涉及一种具有弹性材料的层压件，所述层压件在彼此间隔开的位置上与至少一个待折叠的幅面接合。该弹性材料是一种非波纹状的弹性纤维幅面。
7.在ep 1 807 035 b1中描述了一种用于制造波纹状的拉伸层压件的方法。在此，将处于熔融状态的弹性组合物施加到载体幅面（tr
ä
gerbahn）上以形成弹性元件。通过拉伸载体幅面形成拉伸复合预成型件。然后伸长该预成型件。将基材与伸长的预成型件接合，以在伸长的预成型件松弛时形成波纹状的拉伸层压件。
8.ep 2 024 178 b1描述了一种用于制造具有三层层片的弹性可拉伸层压件的方法。该层压件包括一个弹性薄膜和两层非弹性无纺布织物层片。在一个变型方案中使用了一种绉无纺布。第一弹性层压件在拉伸状态下与非弹性无纺布层片接合。
9.本发明的目的在于，提供一种具有有利的拉伸性能并且同时确保高抗撕裂强度的纸尿裤元件。该元件在受力时应表现为可拉伸的，但也应形成足够的阻力，该阻力给消费者带来高品质产品的感觉。在用作"背耳"时，该元件不允许被撕裂，因为否则该纸尿裤不再可闭合。在此，至少一个非织造织物层片应通过波纹形的构造提供足够的、但是不过大的用于伸长该元件的裕量。该层压件应对健康无害且是生态可持续的。此外，该产品不应散发出气味。此外，该元件应具有舒适的触感。此外，通过该纸尿裤元件旨在确保纸尿裤在身体上的最佳合身性，从而避免纸尿裤与身体之间的空腔并且防止液体流出。
10.根据本发明，所述目的通过根据并列独立权利要求的纸尿裤元件、方法和用途来确保。优选的变型方案可以从从属权利要求、说明书、实施例和附图中获悉。
11.根据本发明，所述波纹状的非织造织物层片与所述弹性层片之间的接合区域是通过形状锁合的接合形成的，其中该非织造织物材料存在于弹性层的凝固的材料中。与常规的腰带层压件不同，为了制造根据本发明的层压件，首先通过一种装置由平滑的非织造织物层片通过表面成形形成波纹状的结构。由此形成凹陷部和隆起部，即波浪部和低谷部。然后，将弹性层片挤出到该波纹状形成的非织造织物层片。该非织造织物层片的这些凹陷部被有针对性地压入熔融的弹性层片中。在弹性层片凝固之后，形成形状锁合的接合区域，其中非织造织物材料存在于凝固的弹性材料中。该非织造织物层片的隆起部突起离开弹性层片并且形成拉伸裕量。在拉伸裕量的区域中，在非织造织物层片与弹性层片之间围出多个空腔。
12.与常规方法相反，在形成层压件时，弹性层片不是作为薄膜，而是以熔融的形式存在，并且在接合步骤之前未被拉伸。此外，非织造织物层片在接合步骤中不是平面的，而是以波纹状形式施加在弹性层片上。
13.在接合过程中不进行外部热作用，如例如在使用超声波焊接的情况下那样。因此，在根据本发明的层压件的情况中，波纹状的非织造织物材料不经受外部热负荷。由此，例如避免了薄膜的针孔，如其在常规的接合方法中例如在超声波焊接中可能出现的那样。为制造所述层压件不需要粘合剂。不在整个平面上进行压制。
14.在下文中详细说明本发明。
15.类似于术语"波纹状的"，术语"起波纹的"、"起褶的"、"打褶的"、"起皱的"、"起褶皱的"、"折叠的"或"皱缩的"也可被使用，并且描述无纺织物的空间取向。根据本发明，非织造织物层片的波纹形实施方案通过以下方式实现，即，无纺织物在接合工艺之前被引导通过一个特定的装置，例如通过起褶皱的导向元件、指板条、凸棱辊或梳辊。
16.在本发明的一个变型方案中，非织造织物层片的波纹状轮廓可以在具有隆起部和凹陷部的两个辊之间形成，其中这两个辊中的至少一个是作为梳辊形成的。一个辊的隆起部在此啮合在另一个辊的凹陷部中，并且反之亦然。
17.在本发明的一个替代变型方案中，非织造织物层片的波纹状轮廓在一个辊与另一个元件之间形成，该另一个元件如该辊一样也具有多个隆起部和凹陷部。在此，辊的隆起部啮合在所述元件的凹陷部中，并且反之亦然。该元件弧形地延伸直至挤出的弹性层片，使得该非织造织物层片的波纹状轮廓一直保持直至接合步骤。
18.表述"非织造织物"或"无纺布"是指可以由连续的长丝和/或不连续的纤维在没有编织或针织的情况下借助于诸如纺粘、梳理或熔喷的方法来制造的织物。无纺织物可包括一个或多个层片的无纺布，其中每个层片可包含连续的长丝或不连续的纤维。无纺布也可以包含双组分纤维，其可具有例如皮/芯、并排的纤维结构。
19.表述"弹性的"优选是指在施加定向力之后可以伸长到其松弛初始长度的至少约160%的拉伸长度而不撕裂或断裂，并且在施加的力撤去之后恢复其伸长量的至少约55%，优选基本上恢复到其初始长度的任何材料，即，恢复的长度小于松弛初始长度的约120%，优选小于约110%，更优选小于约105%。
20.表述"纸尿裤"优选是指吸收和封闭流体的一次性吸收制品。该术语尤其包括具有扣件的纸尿裤、纸尿裤型内裤、训练内裤、游泳纸尿裤、成人失禁制品等。
21.在制造纸尿裤元件时，在接合步骤之前，通过将非织造织物层片引导通过特定的
装置，使其形成三维的波纹状的形状。该装置可以是辊，该辊具有多个隆起部并且由此形成非织造织物层片的波纹轮廓。补充地或替代地，可以在接合步骤之前引导非织造织物层片通过一个元件，该元件弧形地延伸直至挤出的弹性层片，使得该非织造织物层片的波纹状轮廓一直保持直至接合步骤。该元件例如可以形成为指板条。
22.层压件的制造除了挤出机的熔融能力之外不需要外部能量，如例如在超声波焊接的情况下那样。熔体凝固而根据本发明的接合区域形成。因此，以这样的方式实现这些接合区域，即非织造织物层片不经受外部的热负荷，如例如在超声波焊接或借助于加热辊使弹性层片熔化时的情况下那样。
23.通过借助于流延
‑
挤出来选择性加热弹性层片并同时在接合步骤中产生从内向外的热流，保持了该弹性层的支撑结构。通过在接合过程中确保从内向外的热流，实现了具有作为纸尿裤腰带的特别有利性能的层压件。
24.可以有针对性地控制从内向外的热流。在本发明的一个特别有利的实施方案中，为此使用至少一个冷却辊。通过降低冷却辊的表面温度，可以提高从内向外流的热能的流动。
25.弹性层片在挤出之后优选在高于180℃的温度下以熔融状态存在。优选地，接合步骤中的冷却超过80℃，优选超过130℃。
26.根据本发明的接合区域优选地以条带状形成并排布置的多个排。在一排内优选地存在直线走向。接合区域的取向优选垂直于纸尿裤元件的牵拉方向，使得各个排横向于纸尿裤腰带的牵拉方向取向。
27.对于最佳的纸尿裤腰带层压件而言重要的是用于形成波纹轮廓和在接合步骤中使用的装置的突出的区域/下沉的区域的比率。该比率也被称为桥
‑
槽比率（steg
‑
nut
‑
verh
ä
ltnis）。优选地，该桥与槽的比率小于1:1，优选小于1:2。
28.被证明特别有利的是，接合区域具有大于0.1 mm、优选大于0.3 mm、尤其大于0.5 mm的宽度和/或小于1.5 mm、优选小于1.3 mm、尤其小于0.9 mm的宽度。
29.在本发明的一个优选变型方案中，接合区域具有没有弹性材料渗透到其中的外部区。在接合区域的外部区中不存在形状锁合的接合，因为这些区域没有弹性材料。通过外部区防止弹性材料穿透非织造织物层片。
30.在该接合区域的内部区中，存在凝固的弹性材料与非织造织物材料的形状锁合的接合。在此，非织造织物材料在内部区也优选不熔化，而仅将纤维压入到弹性熔体中。弹性层片的材料包围非织造织物层片的长丝，从而在弹性层片凝固之后在接合区域的内部区中产生形状锁合的接合。
31.在个别情况下也可以出现，在内部区中至少非织造织物材料的单根纤维被熔化。纯理论上也可能的是，在内部区中存在完全熔化在弹性熔体中的非织造织物材料。
32.在所有情况下，在内部区中的弹性材料凝固之后，存在非织造织物材料与弹性层的凝固材料的形状锁合的接合。
33.在这些接合区域之间布置了多个区域，在这些区域中波纹状的非织造织物层片以其隆起部波纹状突起离开弹性层片并围出多个空腔。这些区域用作纸尿裤元件的拉伸裕量，其中，在这些区域中不存在在非织造织物层片与弹性层片之间的接合。
34.基于平面薄膜的总面积计，裕量区域具有比接合区域明显更大的比例。优选地，裕
量区域的比例大于总面积的60%，尤其大于70%，优选大于80%。作为总面积，将凝固的平面弹性层片的表面积考虑为基准。
35.在该裕量区域中不存在非织造织物层片与弹性层片的接合。
36.由于波纹形的造型，层压件截面的非织造织物层片明显长于弹性层片。优选地，非织造织物层片比该弹性层片的1.5倍长，尤其比该弹性层片的2.0倍长，优选比该弹性层片的2.5倍长。
37.在本发明的一个优选变型方案中，在接合过程之后进行层压件在横向方向上的伸长。优选地，拉伸低于非织造织物层片的断裂伸长率。
38.被证明特别有利的是，非接合区域，即裕量区域，具有大于1.5 mm，优选大于2 mm，尤其大于2.5 mm的宽度和/或小于6 mm，优选小于5 mm，尤其小于4 mm的宽度。
39.接合区域优选具有大于0.1 mm，尤其大于0.2 mm，优选大于0.3 mm的宽度和/或小于1 mm，优选小于0.8 mm，优选小于0.6 mm的宽度。
40.裕量区域或接合区域优选横向于纸尿裤腰带的牵拉方向以条形形成。
41.为了实现接合区域，优选使用具有表面结构的辊，其中，隆起部的高度大于100μm、优选大于500μm、尤其大于1 mm和/或小于8 mm、优选小于10 mm、尤其小于12 mm。
42.优选地，非织造织物层由水射流固化的无纺织物构成。通过水射流针刺可以使无纺织物中的纤维重新定向，从而将初始的二维纤维取向转变成三维纤维取向。纤维更强地嵌入到无纺布中。非织造织物层优选具有5至80 g/m
²
，优选10至70 g/m
²
，尤其15至35 g/m
²
的比重。
43.优选地，水射流固化的无纺织物层片是由连续长丝制成的无纺织物。由于其制造工艺，它们提供了纤维网，该纤维网优选地形成为环状的。
44.作为用于制造连续长丝的材料可以使用可纺聚合物，例如聚酯、pla、聚烯烃，尤其是聚丙烯和聚乙烯。
45.根据本发明，使用水射流固化的无纺织物作为形成用于纸尿裤元件的拉伸的裕量区域的波纹状非织造织物层片是特别有利的。由于形成波纹，水射流固化的无纺织物如此变形，使得纤维在接合区域中伸长，并由此优选发生定向。由此实现特别有利的接合区，在该接合区中，熔融的材料包围水射流固化的无纺织物的经拉伸和取向的长丝并且在凝固之后形成特别有利的形状锁合的接合。令人惊讶地已发现，在使用水射流固化的无纺织物时，实现具有特别有利的性能的纸尿裤元件。由水射流固化的无纺织物构成的非织造织物层片可以特别好地成形。所引导的非织造织物幅面在制造过程中尽管形成了波纹但几乎不损失宽度。
46.弹性层片优选为聚丙烯
‑
和/或聚乙烯
‑
嵌段共聚物。该弹性薄膜优选具有5至140 g/m
²
的比重，尤其10至130 g/m
²
的比重，优选20至40 g/m
²
的比重。
47.替代地，弹性层片也可以由sbc(苯乙烯
‑
嵌段共聚物)或者弹性聚氨酯构成。
48.在本发明的一个变型方案中，弹性层片是多层构造的，并且优选地被设计为共挤出薄膜（coexfolie）。在一个有利的变型方案中，其包括芯层"core
‑
layer"和与其相比明显更薄的"皮层"。所述皮层优选具有小于5 g/m
²
，尤其小于4 g/m
²
，优选小于3 g/m
²
，和/或大于0.3 g/m
²
，尤其大于0.6 g/m
²
，优选大于0.9 g/m
²
的比重。
49.在一个变型方案中，芯层嵌入在两个皮层外层之间。
50.芯层优选由弹性聚烯烃或sbc(苯乙烯
‑
嵌段共聚物)或聚氨酯组成。
51.皮层优选由聚乙烯、聚丙烯或eva(乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物)构成。
52.在本发明的一个有利的变型方案中，将填充的聚烯烃用作皮层。作为填料例如使用矿物材料，如碳酸钙或滑石。填料比例优选大于60重量%，尤其大于70重量%，优选大于80重量%。
53.为了形成皮层，也可以使用共混物。在此，例如合适的是聚烯烃与聚苯乙烯的共混物和/或聚烯烃与pla的共混物。在这样的共混物的情况下，不需要填料。
54.如此构造皮层片，使得其确保粘性芯层的分离。此外，皮层片易于变形并且可以良好地拉伸。
55.在本发明的一个变型方案中，纸尿裤元件包括由经梳理的无纺织物制成的非织造织物层。所使用的经梳理的无纺织物优选由聚丙烯纤维和/或由不同纤维类型的混合物(例如由聚丙烯/粘胶、聚丙烯/聚酰胺、聚丙烯/聚酯等)组成。经梳理的无纺织物也可以由聚丙烯和/或聚乙烯共聚物构成。优选地，经梳理的无纺织物的单位面积比重为10至40 g/m
²
，特别是15至25 g/m
²
。例如，可以借助于轧光机和/或借助于空气作用和/或水射流来固化经梳理的无纺织物。
56.在纸尿裤元件中，弹性层片也可以被嵌入在两片非织造织物的层片之间。在此，优选至少一个层片由水射流固化的无纺布材料构成。第二非织造织物层片可以由水射流固化的无纺织物或者经梳理的无纺织物或者纺粘型无纺织物构成。第二非织造织物层片可以以波纹状形成或者具有平面的轮廓。
57.由于根据本发明的纸尿裤元件的造型，该纸尿裤最佳地贴靠在身体上并确保最佳合身性。由于其褶皱的高度，该纸尿裤元件具有蓬松的造型并填充纸尿裤与身体之间的空腔，从而有效地防止泄漏。
58.本发明的其它优点和特征从参照附图对实施例的描述中并且从附图本身中获悉。
59.附图示出了通过根据本发明的纸尿裤元件的截面。该层压件包括弹性层片1和由波纹状无纺织物制成的非织造织物层片2。在此为水射流固化的无纺织物，其中在该实施例中使用由连续长丝构成的纺粘型无纺布。根据本发明，在与弹性层片1接合之前，使无纺织物形成波纹形状。在将弹性层片1挤出到波纹状的非织造织物层片2之后，将无纺织物的凹陷部压入到熔融的弹性层片1中，从而在波纹状的无纺织物2与弹性层片1之间形成接合区域5。
60.在该实施例中，弹性层片1被设计为多层的共挤出薄膜，具有芯层3和另外的层4，该另外的层形成为"皮层"。芯层3与所述另外的层4的厚度的比率为优选大于8：1、尤其大于10：1、尤其大于12：1。皮层4优选具有1至3 g/m
²
的重量。
61.优选地，芯层3由热塑性聚合物构成。在此优选使用聚丙烯
‑
聚乙烯嵌段共聚物，例如类型系列exxon vistamaxx(基于pp)：vm 6102、或vm6202或vm 7810和/或类型系列dow infuse(基于pe)：infuse 9507、infuse 9107。
62.外层4优选由聚烯烃或乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物(eva)构成。与芯层3相反，外层4不是"粘性的"，并因此防止不希望的粘附。
63.根据本发明，该层压件包括接合区域5和裕量区域6。所述裕量区域6与弹性层片1没有或者仅显示出非常弱的接合并且优选围出空腔7。
64.在该实施例中，使非织造织物形成波纹形状并且波纹状的非织造织物层片2的凹陷部压入到熔融的弹性层片1中的辊的桥与槽的比率为1：6，其中桥宽度优选为0.5 mm并且槽宽度优选为3 mm。
65.在该实施例中，根据本发明的接合区域5具有不同的区8、9。
66.外部区9没有弹性材料，因此弹性材料没有穿透非织造织物层片2。外部区8中的非织造织物材料不受外部热影响，因此由非织造织物制成的层片2的长丝不熔化。
67.在该接合区域5的内部区8中，存在凝固的弹性材料与非织造织物材料的形状锁合的接合。在此，在该实施例中，在内部区8中非织造织物材料也没有熔化。水射流固化的无纺织物的连续长丝仅被压入到弹性熔体中，从而在凝固之后形成形状锁合的接合。在此，在接合工艺中，在很大程度上保持水射流固化的无纺织物的连续长丝本身不受影响。它们仅被弹性层片1的熔融材料包围。
68.在弹性材料凝固之后，在内部区8中存在非织造织物材料与弹性层片1的凝固材料的形状锁合的接合。
69.在该图中所示的层压件在一对辊之间相互接合，其中，在看向该图时，具有隆起部的成型辊从上方将非织造织物层片2压入到弹性层片1中，并且从下方，布置具有光滑表面的对置辊。在制造附图中所示的层压件时，使用冷却辊作为对置辊。冷却辊为钢辊。从上方作用的辊是未冷却的辊。
70.用于接合的辊以一定的间距运行，其中设定固定的间距。
71.所述层压件优选具有大于10 g/m
²
，尤其大于20 g/m
²
，优选大于30 g/m
²
，和/或小于200 g/m
²
，尤其小于150 g/m
²
，优选小于100 g/m
²
的单位面积比重。
72.在实施例中，接合区域5和裕量区域6被设计为条形的，其中，这些条横向于纸尿裤元件的牵拉方向延伸。
73.接合区域5的条具有0.1至1 mm的宽度。在该实施例中，接合区域5具有0.5 mm的宽度。
74.裕量区域6的条(其中不存在非织造织物层片2与弹性层片1的接合)具有2至6 mm的宽度。
75.在该实施例中，裕量区域6具有3 mm的宽度。因此，在该实施例中，接合区域5的比例为0.5/3.5＝14.3%，裕量区域6的比例为3/3.5＝85.7%，基于平面的、未拉伸的弹性层片1的表面积计。