DE69312443T2

DE69312443T2 - Selbstklebender, elastischer, komprimierbarer Verbundvliesstoff

Info

Publication number: DE69312443T2
Application number: DE69312443T
Authority: DE
Inventors: Judith Katherine Faass
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2013-10-26
Also published as: EP0603497B1; TW435470U; KR940015009A; CA2092581A1; KR100250387B1; DE69312443D1; MX9306861A; CA2092581C; ES2106938T3; JPH073601A; US5503908A; AU671869B2; AU5214293A; EP0603497A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein selbstklebendes, nicht gewebtes, elastisches Verbundmaterial.
Auf den Gebieten der Human- und Veterinärmedizin sind Umhüllung oder Bandagen weit verbreitet, um Verletzungen zu verhindern oder gegen eine Wiederverletzung zu schützen. So werden beispielsweise Gliedmaßen umhüllt, um eine Verletzung oder eine Wiederverletzung der Haut, der Sehnen, der Muskeln und/oder der Bänder zu verhindem und darüber hinaus eine Stützung zu schaffen.
Die EP45 592 beschreibt eine elastische Bandage, die eine innere Schicht eines Textilmaterlals und eine äußere Schicht eines Textilmaterials enthält, die mit einem zentralen elastomeren Film verbunden sind. Eine Beschichtung mit einem selbstklebenden Material kann an mindestens einem Bereich einer oder beider äußerer Oberflächen der Bandage vorgesehen sein. Das Textilmaterial kann aus Zellulosefasem oder einem anderen flexiblen Material hergestellt werden, und ist bevorzugt ein mit Löchern versehenes, nicht gewebtes Textilmaterial, das diamantförmige Löcher aufweist, oder ist als Netz ausgebildet. Das Textilmaterial ist klebend am Film kontinuierlich über die Oberfläche des gedehnten Films befestigt, was dazu führt, daß das Textilmaterial in Längsrichtung komprimiert wird, wenn dem Film gestattet wird, sich zusammenzuziehen, anstatt in Falten gelegt zu werden. Die bekannte Bandage ist im Hinblick auf gute elastische Eigenschaften und im Hinblick einer einfachen Herstellung ausgelegt. Die Bandage ist nicht für Auspolstemngszwecke ausgelegt, für die eine Zusammendrückbarkeit in der Z-Richtung, in der Richtung der Dicke der Bandage, vorgesehen sein müßte.
Auf dem Gebiet der Veterinärmedizin haben Trainer Bandagen für Pferdebeine verwendet, um sie gegen einen Zustand zu sichern, der als Durchtreten bezeichnet wird. Wenn ein Pferd galoppiert oder rennt, können seine Sehnen, Bänder und Knochen zeitweise Belastungen ausgesetzt sein, die 44 482 bis 53 378 N (10 000 bis 12 000 Pfund) übersteigen. Diese Belastung überträgt sich über die Pferdebeine, was eine Dorsalflexion des Kötenschopfes verursacht (d.h. der untere Bereich eines Pferdebeins, der als Kötenschopf bezeichnet wird, biegt sich unter der extremen Last und fällt nach unten oder tritt sich durch, wobei der Boden berührt wird). Wenn ein Pferd durchtritt, kann es die Rückseite seines Kötenschopfes abreiben und aufreißen; ein Zustand, der vergleichbar ist einer schweren Reibungsverbrennung an menschlicher Haut. Wenn ein verwundeter Kötenschopf infiziert wird, wird ein Pferd meist lahm, was das Trainieren oder das Rennen unmöglich macht.
In der Vergangenheit wurden gewebte, nicht kohäsive Rennbandagen zum Schutz sowohl im Stall als auch auf der Rennbahn verwendet. So wurden beispielsweise die Kötenschöpfe eines Pferdes umwickelt, um gegen ein Durchtreten zu schützen. Das Wikkein dieser Bandagen war eine Hauptsorge der Veterinäre und Trainer. Wenn das Material beim Aufbringen gefaltet oder geknittert wurde, erbrachte die Bandage ein ungleichmäßige Unterstützung oder hatte Bereiche hoher Zugspannung. Dies konnte letztendlich Zirkulationsprobleme in den Pferdebeinen verursachen.
Umwickelprodukte werden gewöhnlich so ausgelegt, daß sie einen Druck von weniger als etwa 2 N/cm² (3 Pfund pro Quadratzoll) auf die umhüllte Fläche aufbringen. Niedrigere Drücke, wie beispielsweise etwa 0,69 N/cm² (1 Pfund pro Quadratzoll) sind wünschenswert. Umhüllungen die merklichen Druck ausüben, können Zirkulationsprobleme verursachen. In einigen Situationen können Umhüllungen zweckmäßig sein, die aus Materialien gefertigt sind, die elastisch undloder kompromierbar sind, um den Betrag des aufgebrachten Druckes zu steuern.
Selbstklebende, nicht gewebte, elastische Umhüllungsprodukte für Pferde, wie beispielsweise Vetra - und Equisport -Umhüllungen, beide zu beziehen bei Minnesota Mining und Manufacturing Company, stellen im allgemeinen Verbesserungen gegenüber gewebten, nicht kohäsiven Umhüllungen dar, wie beispielsweise durch eine bessere Energieabsorption und Haftung an den Gliedmaßen, wegen der Rückholkraft des elastischen Materials. Diese nicht gewebten elastischen Materialien sind im allgemeinen weniger kostenintensiv als gewebte Materialien. Starke selbstklebende Eigenschaften in Kombination mit elastischen Eigenschaften von gewissen nicht gewebten Materialien können es jedoch einer Person, einem Trainer oder anderen erschweren, die Bandage an den Pferdegliedmaßen sicher und korrekt anzubringen.
Einige nicht gewebte Umhüllungsprodukte sind mit Latex gesättigt, um elastische und sel bstklebende Eigenschaften zu schaffen. Eine Latexsättigung erzeugt jedoch ein Gummigefühl und eine ungleichmäßige Bandagierleistung bei ungünstigen Wetterbedingungen (d.h. großer Hitze und/oder hoher Feuchtigkeit). Weiterhin verringert die Latexsättigung die Durchlässigkeit für Luft und Wasserdampf.
Andere nicht gewebte Umhüllungsprodukte enthalten eine Reihe von parallelen Reihen elastischer Filamente, die sich über die gesamte Länge des Produktes erstrecken. In einigen Situationen können einzelne elastische Filamente Druckpunkte oder Druckflächen hoher Zugkraft erzeugen, die unkomfortabel sein können.
Selbstklebende Produkte könnten alleine oder in Kombination mit abpolsternden Bandagen verwendet werden. Solche polsternde Bandagen sind komprimierbar und erzeugen eine Weichheit und einen Komfort für die mit einem selbstklebenden Produkt umhüllten Gliedmaßen. Die verfügbaren selbstklebenden Produkte versäumen es jedoch, die Notwendigkeit für ein Material zu erfüllen, das sowohl selbstklebend als auch komprimierbar genug ist, um Weichheit und Komfort zu erzeugen.
Selbstklebende Umhüllungsbandagen haben weiterhin viele Anwendungsfälle außerhalb der Veterinärmedizin. So werden beispielsweise elastische Umhüllungen in der Humanmedizin verwendet. Zum Beispiel ist es in der Sportmedizin wünschenswert, eine Verletzung oder eine Wiederverletzung der Haut, der Sehnen, der Muskeln und/oder der Bänder zu verhindern und weiterhin unterstützend zu wirken, unter Verwendung von kostengünstigen Materialien.
Es besteht deshalb ein Bedürfnis für ein kostengünstiges Material, das selbstklebend, elastisch und komprimierbar ist. Es besteht weiterhin ein Bedürfnis an einem diese Eigenschaften aufweisenden Material, das relativ zäh, dauerhaft, leichtgewichtig und relativ durchlässig für Luft und Wasserdampf ist. So besteht beispielsweise ein Bedürfnis für eine selbstklebende Umhüllung oder Bandage, die im wesentlichen oder vollständig aus Materialien so zusammengesetzt ist, daß die Bandage elastisch, komprimierbar, relativ durchlässig für Luft und/oder Wasserdampf und so kostengünstig ist, daß sie weggeworfen werden kann.

Definitionen

Der Begriff "elastisch", wie er hier verwendet wird, bezeichnet jedes Material, das nach Aufbringung einer Belastungskraft dehnbar, d.h. verlängerbar um mindestens 60% ist (d.h. auf eine gedehnte, belastete Länge, die mindestens etwa 160% seiner entspannten, unbelasteten Länge beträgt), und das um mindestens 55% seiner Verlängerung zurückkehrt, nachdem die dehnende, verlängernde Kraft weggenommen wurde. Ein hypothetisches Beispiel könnte eine 1 cm-Probe eines Materials sein, die verlängerbar auf mindestens 1,6 cm ist, und die, nachdem sie auf 1,6 cm verlängert wurde und losgelassen wurde, auf eine Länge von nicht mehr als 1,27 cm zurückkehrt Viele elastische Materialien können auf mehr als 60% verlängert werden (d.h. mehr als 160% ihrer entspannten Länge), sie können beispielsweise auf 100% oder mehr verlängert werden, und viele dieser Materialien kehren auf im wesentlichen ihre ursprüngliche, entspannte Länge zurück, beispielsweise auf innerhalb 105% ihrer ursprünglichen, entspannten Länge, nachdem die dehnende Kraft weggenommen wurde.
Der Begriff "nicht elastisch", der hier verwendet wird, bezieht sich auf jedes Material, das nicht in die obige Definition von "elastisch" fällt.
Der Begriff "Maschinenrichtung", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die ebene Dimension einer nicht gewebten Faserbahn, die sich in Richtung der Bewegung der Formfläche erstreckt, auf die die Fasern während der Ausbildung der Bahn abgelegt werden.
Der Begriff "Maschinenquerrichtung", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die ebene Dimension einer nicht gewebten Faserbahn, die diejenige Richtung ist, die sich rechtwinklig zur oben definierten Maschinenrichtung erstreckt.
Der Begriff "Z-Richtung", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Dickenrichtung eines Flächenmaterials, d.h., die Richtung rechtwinklig zur Ebene der Längen- und Breitendimensionen.
Wie hier verwendet, ist der Begriff "wegwerfbar" nicht begrenzt auf einen Artikel für einen einzigen Anwendungsfall, sondern bezieht sich ebenfalls auf Artikel, die weggeworfen werden können, wenn sie verschmutzt oder anderweitig unbrauchbar nach nur wenigen Anwendungsfällen werden.
Der Begriff "elastisches Verbundmaterial", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein elastisches Material, das ein Mehrkomponentenmaterial oder ein mehrschichtiges Material sein kann. So kann beispielsweise ein mehrschichtiges Material mindestens eine elastische Schicht aufweisen, die mit mindestens einer in Falten legbaren Schicht an mindestens zwei Stellen so verbunden ist, daß die in Falten legbare Schicht zwischen den Stellen, wo sie mit der elastischen Schicht verbunden ist, in Falten gelegt wird. Ein derartiges mehrschichtiges, elastisches Verbundmaterial kann in einer Weise gedeht werden, wie das nicht elastische Material, das zwischen den Verbindungsstellen in Falten gelegt ist, es dem elastischen Material erlaubt, sich zu verlängern. Diese Art eines mehrschichtigen, elastischen Verbundmaterials ist beispielsweise durch das US-Patent 4 720 415 von Vander Wielen u.a., ausgegeben am 19. Januar 1988, offenbart, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Der Begriff "Dehnung bis zum Halt", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Verhältnis, bestimmt aus der Differenz zwischen der nicht ausgedehnten Dimension eines elastischen Verbundmaterials und der maximalen ausgedehnten Dimension eines elastischen Verbundmaterials nach dem Aufbringen einer spezifizierten Zugkraft, und durch Dividieren dieser Differenz durch die unausgedehnte Dimension des elastischen Verbundmaterials. Wenn die "Dehnung bis zum Halt" in Prozent ausgedrückt wird, wird dieses Verhältnis mit 100 multipliziert. Beispielsweise hat ein elastisches Verbundmaterial mit einer unverlängerten Länge von 12,7 cm (5 Zoll) und einer maximalen, ausgedehnten Länge von 25,4 cm (10 Zoll) nach dem Aufbringen einer Kraft von 2000 g eine "Dehnung bis zum Halt" (bei 2000 g) von 100%. Die "Dehnung bis zum Halt" kann ebenfalls als "maximale, nicht zerstörerische Dehnung" bezeichnet werden. Wenn nicht anders angegeben, werden die Werte der "Dehnung bis zum Halt" hier unter einer Last von 2000 g dargestellt. Ein beispielhaftes Verfahren zum Messen der "Dehnung bis zum Halt" ist durch das Vergleichsbeispiel 2 gegeben.
Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff "nicht gewebte Bahn" eine Struktur aus individuellen Fasern oder Fäden, die ineinandergelegt sind, jedoch nicht in einer identifizierbaren, sich wiederholenden Art. In der Vergangenheit wurden nicht gewebte Bahnen durch eine Vielzahl von Verfahren hergestellt, wie beispielsweise Schmelzblasverfahren, Spinnbindungsverfahren und Verfahren zum Herstellen gebundener, kardierter Bahnen.
Wie nachfolgend verwendet, bedeutet der Begriff "autogenes Binden" ein durch Verschmelzen und/oder Selbstkleben der Fasern und/oder Filamente verursachtes Binden ohne das Aufbringen eines äußeren Klebe- oder Bindungsmittels. Ein autogenes Binden kann vorgesehen werden durch einen Kontakt zwischen den Fasern und/oder Filamenten, während mindestens ein Bereich der Fasern und/oder Filamente halbgeschmolzen oder klebrig ist. Ein autogenes Binden kann ebenfalls vorgesehen werden, indem man zu den zum Herstellen der Fasern und/oder Filamenten verwendeten thermoplastischen Polymeren ein klebrigmachendes Harz zumischt. Die aus dieser Mischung hergestellten Fasern und/oder Filamenten können so eingestellt werden, daß sie selbstbindend sind, mit oder ohne die Anwendung von Druck und/oder Wärme. Auch Lösungsmittel können verwendet werden, um ein Verschmelzen der Fasern und Filamente zu erzeugen, die bleibt, nachdem das Lösungsmittel entfernt wurde.
Wie nachfolgend verwendet, bedeutet der Begriff "schmelzgeblasene Fasern" Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials durch eine Vielzahl von feinen, gewöhnlich runden Spinnkopfkapillaren als geschmolzene Fädem oder Filamente in einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom (z.B. Luft) hergestellt werden, der die Filamente aus geschmolzenem thermoplastischen Material auszieht, um ihren Durchmesser zu verringern, der bis zu einem Mikrofaser-Durchmesser verringert werden kann. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern durch den Hochgeschwindigkeitsgasstrom getragen und auf einer Sammelfläche abgelegt, um eine Bahn von zufällig ausgelegten schmelzgeblasenen Fasern zu bilden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise im US-Patent 3 849241, Butin, offenbart, dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Wie nachfolgend verwendet, bedeutet der Begriff "Mikrofasern" Fasern mit kleinem Durchmesser, die einen mittleren Durchmesser nicht größer als etwa 100 µm aufweisen, beispieleweise einen mittleren Durchmesser von etwa 0,5 µm bis etwa 50 µm aufweisen; insbesondere können Mikrofasern einen mittleren Durchmesser von etwa 4 µm bis etwa 40 µm aufweisen.
Wie nachfolgend verwendet, bezieht sich der Begriff "spinngebundene Fasern" auf Fasern mit kleinem Durchmesser, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials als Filamente aus einer Vielzahl von feinen, gewöhnlich runden, Kapillaren eines Spinnkopfes hergestellt werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente nachfolgend schnell reduziert wird, beispielsweise durch ein eduktives Ziehen oder andere bekannte Spinnbindungsmechanismen. Die Herstellung von spinngebundenen nicht gewebten Bahnen ist in Patenten dargestellt, wie beispielsweise dem US- Patent 4 340 563, Appel u.a., und dem US-Patent 3 692 618, Dorschner u.a. Die Offenbarung der Patente ist hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Wie nachfolgend verwendet, enthält der Begriff "Polymer" im allgemeinen Homopolymere, Copolymere, wie beispielsweise Block-, Propf-, zufällige und Wechsel-Copolymere, Terpolymere usw. sowie Mischungen und Modifikationen davon. Weiterhin, wenn nicht auf andere Weise spezifisch begrenzt, soll der Begriff "Polymer" alle möglichen geometrischen Konfigurationen des Materials umfassen. Diese Konfigurationen enthalten isotaktische, syndiotaktische und statistische Symmetrien, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Wie nachfolgend verwendet, bezieht sich der Begriff "superabsorbierendes Material" auf absorbierende Materialien, die fähig sind, mindestens 10 g einer wässrigen Flüssigkeit (z.B. destilliertes Wasser) pro Gramm absorbierendem Material zu absorbieren, während sie in der Flüssigkeit für vier Stunden eingetaucht sind, und im wesentlichen die gesamte absorbierende Flüssigkeit zu halten, während sie unter einer Druckkraft von bis zu 1,03 N/cm² (1,5 psi) stehen.
Wie nachfolgend verwendet, schließt der Begriff "bestehend im wesentlichen aus" die Anwesenheit von zusätzlichen Materialien nicht aus, die die gewünschten Eigenschaften einer vorgegebenen Zusammensetzung oder eines Produktes nicht wesentlich beeinflussen. Beispielhafte Materialien dieser Art sind Pigmente, Antioxidantien, stabilisierende Substanzen, oberflächenaktive Mittel, Wachse, Fließmittel, Teilchen und Materialien, die zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung zugefügt wurden, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Die mit früheren selbstklebenden, elastischen, nicht gewebten Umhüllungen und/oder Bandagen zusammenhängenden Probleme werden durch das selbstklebende, nicht gewebte, elastische, zusammendrückbare Verbundmaterial der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 beansprucht, angesprochen.
Das selbstklebende, nicht gewebte, elastische, zusammendrückbare Verbundmaterial besteht aus mindestens einem elastischen Verbundmaterial und einer Beschichtung eines selbstklebenden Materials an mindestens einem Bereich mindestens einer äußeren Oberfläche des elastischen Verbundmaterials, so daß das Material in der Z-Richtung mindestens um etwa 45% unter einem Druck von etwa 2 N/cm² (3 psi) auf eine Dicke von nicht mehr als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll) zusammendrückbar ist. Z.B. kann das selbstklebende Material, in der Z-Richtung um mindestens 55% unter einem Druck von etwa 2 N/cm² (3 psi) auf eine Dicke von nicht weniger als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll) zusammengedrückt werden. Als weiteres Beispiel kann das selbstklebende Material in der Z-Richtung um mindestens 55% unter einem Druck von etwa 2 N/cm² (3 psi) auf eine Dicke zusammendrückbar sein, die sich zwischen etwa 1 mm (0,040 Zoll) und etwa 5,1 mm (0,2 Zoll) bewegt. Als noch weiteres Beispiel kann das selbstklebende Material in Z- Richtung um mindestens etwa 35% unter einem Druck von etwa 0,69 N/cm² (1 psi) auf eine Dicke von nicht weniger als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll) zusammendrückbar sein.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das elastische Verbundmaterial bestehen aus (1) mindestens einer Schicht einer elastomeren, nicht gewebten Faserbahn; und (2) mindestens einer Schicht aus einem relativ unelastischen, in Falten legbaren Material, das an zueinander beabstandeten Stellen mit der elastomeren, nicht gewebten Faserbahn verbunden ist, so daß das in Falten legbare Material zwischen den benachbarten Stellen in Falten gelegt wird. Bevorzugt ist die Abziehfestigkeit eines derartigen selbstklebenden Materials geringer als die Abziehfestigkeit, die die Schichten des elastischen Verbundmaterials zusammenhalt. So kann beispielsweise die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials mindestens etwa 5% geringer sein als die Abziehfestigkeit, die das elastische Verbundmaterial zusammenhalt. Als weiteres Beispiel kann die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials zwischen etwa 10 bis etwa 98% geringer sein als die Abziehfestigkeit, die das elastische Verbundmaterial zusammenhalt. Als weiteres Beispiel, kann die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials zwischen etwa 20 bis etwa 95% geringer sein als die Abziehfestigkeit, die das elastische Verbundmaterial zusammenhalt. Bevorzugt liegt die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials von etwa 0,175 bis etwa 1,75 N/cm (0,1 bis etwa 1,0 Pfund pro Zoll). Z.B. kann die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials zwischen etwa 0,5 bis etwa 0,87 N/cm (0,3 bis etwa 0,5 Pfund pro Zoll) liegen. Bevorzugt liegt der Wert der Kraft, die erforderlich ist, eine Rolle des selbstklebenden Materials abzuwickeln, zwischen etwa 0,5 bis etwa 3,5 N/cm (0,3 bis etwa 2 Pfund pro Zoll). Beispielsweise kann der Wert der Kraft, die erforderlich ist, eine Rolle des selbstklebenden Materials abzuwickeln, zwischen etwa 0,87 bis etwa 2,1 N/cm (0,5 bis etwa 1,2 Pfund pro Zoll) liegen.
Erfindungsgemaß liegt die Beschichtung des selbstklebenden Materials auf dem in Falten legbaren Material. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Beschichtung des selbstklebenden Materials nur an vorspringenden Bereichen der Falten angeordnet sein, die in dem in Falten legbaren Material vorhanden sind. Wenn das Verbundmaterial aus einer Schicht aus in Falten legbarem Material und einer Schicht aus einer elastomeren Faserbahn besteht, kann die Beschichtung aus selbstklebendem Material an der elastomeren Faserbahn angeordnet sein. Die Beschichtung aus selbstklebendem Material kann in Form eines zufallig abgelegten Netzwerks aus Filamenten und/oder Fasern eines Heißschmelzklebers vorliegen. Die Beschichtung aus selbstklebendem Material kann eine Beschichtung aus jedem geeigneten, herkömmlichen käuflichen Heißschmelzkleber sein, wie beispielsweise Heißschmelzkleber, die auf Mischungen von Polyolefinen, klebenden Harzen und Wachsen bestehen.
Erfindungsgemaß kann die in Falten legbare Schicht eine nicht gewebte Bahn aus Fasern sein, beispielsweise eine Bahn aus spinngebundenen Fasern, eine Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern, eine gebundene, kardierte Faserbahn, ein mehrschichtiges Material, das mindestens eine der Bahnen aus spinngebundenen Fasern, schmelzgeblasenen Fasern oder einer gebundenen, kardierten Faserbahn enthalt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die in Falten legbare Schicht ein Verbundmaterial sein, zusammengesetzt aus einer Mischung aus Fasern und einem oder mehreren anderen Materialien, wie beispielsweise Holzpulpe, Stapelfasern, Teilchen- oder suberabsorbierenden Materialien. Medizinisch wirksame Materialien können mit den Fasermaterialien gemischt werden.
Die elastomere, nicht gewebte Faserbahnkomponente der vorliegenden Erfindung, ist bevorzugt eine nicht gewebte Bahn aus elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern, die schmelzgeblasene Mikrofasem enthalt. Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist die elastomere, nicht gewebte Bahn ein koharentes, dehnbares Flachenmaterial, das Zugkrafte über seine Breite verteilen kann ohne daß Druckpunkte oder Bereiche konzentrierte Zugkraft erzeugt werden. Die elastischen, schmelzgeblasenen Fasern können aus einem elastomeren Polymer, wie beispielsweise elastomeren Polyestem, elastomeren Polyurethanen, elastomeren Polyamiden, elastomeren Copolymeren aus Äthylen und mindestens einem Vinylmonomer und elastomeren A-B-A'-Block-Copolymeren bestehen, wobei A und A' das gleiche oder unterschiedliche thermoplastische Polymere sind, und wobei B ein elastomerer Polymerblock ist. Das elastomere Polymer kann mit einer Verarbeitungshilfe gemischt werden.
Gemaß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die elastische, nicht gewebte Faserbahn eine anisotrope, nicht gewebte Faserbahn sein, die eine im wesentlichen homogene Anordnung aus schmelzgeblasenen Fasern enthalt, die im allgemeinen entlang einer der ebenen Dimensionen der Bahn ausgerichtet sind. Die elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern können ebenfalls eine Mischung aus elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern und einem oder mehreren anderen Materialien sein, wie beispielsweise Holzpulpe, Fasern vom Stapeltyp, Teilchen oder superabsorbierende Materialien. So könne beispielsweise die Fasern vom Stapeltyp Polyesterfasern, Polyamidfasern, Glasfasern, Polyolefinfasern, zelluloseabgeleitete Fasern, mulitkomponente Fasern, natürliche Fasern, absorbierende Fasern, elektrisch leitende Fasern oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser Fasern sein. Die Teilchenmaterialien können beispielsweise Aktivkohle, Tone, Stärken und Metalloxide sein.
Gemaß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das selbstklebende Verbundmaterial ein Flachengewicht zwischen etwa 40 bis etwa 400 g/m² aufweisen. So kann beispielsweise das Flachengewicht im Bereich zwischen etwa 100 bis etwa 250 g/m² liegen.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein selbstklebendes, nicht gewebtes, elastisches Verbundmaterial vorgesehen, das zusammengesetzt ist aus (1) mindestens einer nicht gewebten Bahn aus elatomeren, schmelzgeblasenen Fasern; (2) mindesten einem relativ unelastischen, in Falten legbaren Material, das aus einer Mischung aus Fasern und einem oder mehreren anderen Materialien hergestellt ist, wie beispielsweise Holzpulpe, Fasern vom Stapeltyp, Teilchen und superabsorbierende Materialien, wobei das in Falten legbare Material mit der elastomeren, nicht gewebten Faserbahn an zueinander beabstandeten Stellen verbunden ist, so daß das in Falten legbare Material zwischen den beabstandeten Stellen in Falten gelegt ist; und (3) einer Beschichtung aus einem selbstklebenden Material an mindestens einem Bereich mindestens einer außeren Oberflache des elastischen Verbundmaterials.
Gemaß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das selbstklebende, elastische Verbundmaterial ein Produkt in Form einer Umhüllung oder einer Bandage zur Verwendung in der Human- oder Veterinarmedizin. Bei einer derartigen Umhüllung oder Bandage kann das selbstklebende, elastische Verbundmaterial eine Verlangerung bei einer Dehnung bis zum Stop von mindestens etwa 25% aufweisen. Beispielsweise kann die Verlangerung bei der Dehnung bis zu Stop im Bereich zwischen etwa 35 bis etwa 400% oder mehr liegen.
Fig. 1 ist eine Darstellung eines beispielhaften, mehrschichtigen, zusammendrückbaren, elastischen Verbundmaterials.
Fig. 2 ist eine grafische Darstellung der Last über der Verlängerung, bestimmt während des Zugversuchs eines beispielhaften, elastischen, zusammendrückbaren Verbundmaterials.
Die vorliegenden Erfindung schafft ein selbstklebendes, nicht gewebtes, zusammendrückbares, elastisches Verbundmaterial. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das selbstklebende, nicht-gewebte, elastische Verbundmaterial aus mindestens einem elastischen Verbundmaterial und einer Beschichtung aus einem selbstklebenden Material an mindestens einem Bereich mindestens einer äußeren Oberfläche des elastischen Verbundmaterials bestehen, so daß das Material in Z-Richtung um mindestens 45% unter einem Druck von etwa 2 N/cm² (3 psi) auf eine Dicke von nicht mehr als 0,9 mm (0,035 Zoll) zusammengedrückt werden kann. Das elastische Verbundmaterial kann jedes geeignete elastische Verbundmaterial, ein elastischer Schaum oder dgl. sein. Bevorzugt ist das selbstklebende, elastische Verbundmaterial ein mehrschichtiges Material mit mindestens einer elastischen Schicht, die mit mindestens einer in Falten legbaren Schicht an mindestens zwei Stellen verbunden ist, indem die in Falten legbare Schicht zwischen den Stellen, wo sie mit der elastichen Schicht verbunden ist, in Falten gelegt ist. Allgemein gesagt, kann das elastische Verbundmaterial bestehen aus (1) mindestens einer elastomeren, nicht gewebten Faserbahn; und (2) mindestens einem relativ unelastischen, in Falten legbaren Material, das mit der elastomeren, nicht gewebten Faserbahn an zueinander beabstandeten Stellen vorverbunden ist, daß das in Falten legbare Material zwischen den beabstandeten Stellen in Falten gelegt ist.
Ein derartiges elastisches Verbundmaterial kann in einer Weise gedehnt werden, wie es das zwischen den Verbindungsstellen in Falten gelegte, nicht elastische Material dem elastischen Material gestattet, sich auszudehnen. Eine Art eines elastischen Verbundmaterials wird als dehnungsgebundenes Laminat bezeichnet. Ein derartiges dehungsgebundenes Laminat kann hergestellt werden, wie es im allgemeinen beispielsweise im oben beschriebenen US-Patent 4 720415, Vander Wielen u.a. beschrieben ist.
So kann beispielsweise eine elastomere, nicht gewebte Faserbahn von einer Zufuhrrolle abgewickelt werden und durch einen Spalt einer S-Rollenanordnung hindurchtreten. Die elastomere Bahn kann ebenfalls an Ort und Stelle hergestellt werden und direkt durch den Walzenspalt hindurchtreten, ohne daß sie vorher auf einer Zufuhrrolle gelagert wird.
Allgemein gesagt, kann die elastische Bahn durch den Spalt der S-Rollenanordnung in einem Weg in Form eines umgedrehten S hindurchtreten. Nach der S-Rollenanordnung tritt die elastische Bahn durch den Druckspalt hindurch, der durch eine Bindungsrollenanordnung gebildet wird. Zusätzliche S-Rollenanordnungen können zwischen der S- Rollenanordnung und der Bindungsrollenanordnung angeordnet sein, um das gedehnte Material zu stabilisieren und den Wert der Dehnung zu steuern. Da die lineare Umfangsgeschwindigkeit der Rollen in der S-Rollenanordnung so eingestellt wird, daß sie geringer als die lineare Umfangsgeschwindigkeit der Rollen der Bindungsrollenanordnung ist, wird die elastische Bahn zwischen der S-Rollenanordnung und dem Druckspalt der Bindungsrollenanordnung einer Zuspannung ausgesetzt. Durch das Einstellen des Unterschieds in den Geschwindigkeiten der Rollen, wird die elastische Bahn unter Zug gesetzt, so daß sie sich um einen gewünschten Betrag dehnt, und wird in diesem gedehnten Zustand gehalten.
Gleichzeitig wird eine erste und eine zweite in Falten legbare Schicht von einer Zufuhrrolle abgewickelt und durch den Spalt der Bindungsrollenanordnung geleitet. Es ist beabsichtigt, daß die erste in Falten legbare Schicht undloder die zweite in Falten legbare Schicht an Ort und Stelle durch Extrusionsprozesse hergestellt wird, wie beispielsweise Schmelzblasprozesse, Spinnbindungsprozesse oder Filmextrudierprozesse, und direkt durch den Spalt hindurchtreten, ohne daß sie zunächst auf einer Zufuhrrolle gespeichert werden.
Die erste in Falten legbare Schicht und die zweite in Falten legbare Schicht werden mit der elastischen Bahn (während die Bahn in ihrem verlängerten Zustand gehalten wird) während ihres Durchtritts durch die Bindungsrollenanordnung verbunden, um ein elastisches Verbundmaterial (d.h. ein dehnungsgebundenes Laminat) zu bilden.
Das dehnungsgebundene Laminat wird sofort entspannt nachdem die durch die S- Rollenanordnung und die Bindungsrollenanordnung aufgebrachte Zugkraft weggenommen wird, wodurch sich die erste in Falten legbare Schicht und die zweite in Falten legbare Schicht im dehnungsgebundenen Laminat in Falten legen. Das dehnungsgebundene Laminat wird dann auf einem Wickel aufgewickelt.
In Fig. 1 ist ein beispielhaftes, elastomeres Verbundmaterial mit einer dehnungsgebundenen Laminatausbildung bei 10 dargestellt (schematisch und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu bezüglich der relativen Dicke der Schichten und der Größe der eingedrückten Bereiche). Das elastomere Verbundmaterial 12 enthält eine elastomere, nicht gewebte Faserbahn 14, die an benachbarten Stellen 16 mit einer ersten, in Falten legbaren Schicht eines Materials 18 und einer zweiten, in Falten legbaren Schicht eines Mateirals 20 so verbunden ist, daß die in Falten legbaren Schichten zwischen den beabstandeten Stellen 16 Falten 22 bilden. Allgemein gesagt, kann das elastomere Verbundmaterial hergestellt werden, daß es sich ausdehnt und zurückkehrt in nur einer einzigen Richtung, oder es kann hergstellt werden, daß es sich ausdehnt und zurückkehrt in mindestens zwei Richtungen. Für die meisten Anwendungszwecke ist die Ausdehnung und die Rückkehr in einer einzigen Richtung geeignet. Ein beispielhaftes, elastomeres Verbundmaterial, das sich in zwei Richtungen ausdehnen und zurückkehren kann, kann Morman, ausgegeben am 26. Mai 1992. Dieses Patent ist ebenfalls auf den Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen. Der Inhalt dieses Patentes wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Allgemein gesagt, kann ein bevorzugtes Merkmal dehnungsgebundener Laminatmaterialien, die hergestellt werden, indem eine erste, in Falten legbare Schicht eines Materials 18 und eine zweite, in Falten legbare Schicht eines Materials 20 mit einer nicht gewebte Faserbahn 14 so verbunden wird, daß die in Falten legbaren Schichten zwischen den beabstandeten Stellen 16 Falten 22 bilden, ein Material erzeugen, das einen zweckmäßigen Wert einer Zusammendrückbarkeit in Z-Richtung (d.h. einer Zusammendrückbarkeit in Dickenrichtung) aufweist, was einen bevorzugten Grad an Weichheit und Komfort schafft.
Bevorzugt sollte das elastische Verbundmaterial fähig sein, in Z-Richtung um mindestens etwa 35% unter einem Druck von etwa 0,69 N/cm² (1 psi) auf eine Dicke von nicht mehr als etwa 0,9 mm (0.035 Zoll) zusammengedrückt zu werden. Beispielsweise kann das elastische Verbundmaterial in Z-Richtung um mindestens etwa 35% unter einem Druck von etwa 2 N/cm² (3 psi) auf eine Dicke von nicht mehr als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll) zusammengedrückt werden. Als ein weiteres Beispiel kann ein elastisches Verbundmaterial in Z-Richtung um mindestens etwa 55% unter einem Druck von etwa 2 N/cm² (3 psi) auf eine Dicke zwischen etwa 1 mm (0,040 Zoll) bis etwa 5,1 mm (0,2 Zoll) zusammengedrückt werden.
Die Beschichtung aus einem selbstklebenden Material wird mindestens einem Bereich mindestens einer äußeren Oberfläche des elastischen Verbundmaterials zugefügt, so daß die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials geringer ist als die Abziehfestigkeit der Schichten, die das elastische Verbundmaterial zusammenhält. Es ist äußerst wünschenswert, daß die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials geringer ist als die Abziehfestigkeit, die das elastische Verbundmaterial zusammehält, um eine Delaminierung (d.h. eine Trennung der Schichten) des elastischen Verbundmaterials zu verhindern.
So kann beispielsweise die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials mindestens etwa 5% geringer sein als die Abziehfestigkeit, die das elastische Verbundmaterial zusammenhält. Als weiteres Beispiel, kann die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials von etwa 10 bis etwa 98% geringer sein als die das elastische Verbundmaterial zusammenhaltende Abziehfestigkeit. Als weiteres Beispiel, kann die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials von etwa 20 bis etwa 95% geringer sein als die das elastische Verbundmaterial zusammenhaltende Abziehfestigkeit. Bevorzugt ist die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials von etwa 0,175 bis etwa 1,75 N/cm (0,1 bis etwa 1, Pfund pro Zoll). Beispielsweise kann die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials von etwa 0,5 bis etwa 0,87 N/cm (0,3 bis etwa 0,5 Pfund pro Zoll) sein. Bevorzugt liegt der Wert der Kraft, die erforderlich ist, um eine Rolle des selbstklebenden Materials abzuwickeln, zwischen etwa 0,5 bis etwa 3,5 N/cm (0,3 bis etwa 2,0 Pfund pro Zoll). Beispielsweise kann der Wert der Kraft, die erforderlich ist, um eine Rolle des selbstklebenden Materials abzuwickeln, zwischen etwa 0,87 bis etwa 2,1 N/cm (0,5 bis etwa 1,2 Pfund pro Zoll) liegen.
Die Beschichtung aus selbstklebendem Material kann am in Falten legbaren Material angeordnet sein. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Beschichtung aus selbstklebenden Material nur an vorstehenden Bereichen der Falten angeordnet sein, die im in Falten legbaren Material vorhanden sind. Wenn das Verbundmaterial aus einer Schicht aus in Falten legbarem Material und einer Schicht einer elastomeren Faserbahn zusammengesetzt ist, kann die Beschichtung aus selbstklebendem Material an der elastomeren Faserbahn angeordnet sein.
Obwohl es beabsichtigt ist, daß das selbstklebende Material ein Klebstoff auf der Basis eines organischen Lösungsmittels oder auf der Basis von Waseser (z.B. ein Latexklebstoff) ist, der gedruckt, gebürstet oder auf das elastische Verbundmaterial gesprüht werden kann, ist es bevorzugt, daß die Beschichtung aus selbstklebendem Material in Form eines zufällig gelegten Netzwerks aus Filamenten und/oder Fasern aus einem Heißschmelzkleber vorliegt, das durch eine konventionelle Sprüheinrichtung für Heißschmelzkleber erzeugt wird. Die Beschichtung aus selbstklebendem Heißschmelzmaterial kann ebenfalls bevorzugt in Mustern aufgebracht werden, wie beispielsweise halbzykloidale Muster. So kann beispielsweise ein selbstklebendes Material, wie beispielsweise ein selbstklebendes Heißschmelz-Material auf einem elastischen Verbundmaterial in einer Weise aufgebracht werden, wie es allgemein durch das US-Patent 4 949668, Heindel u.a., ausgegeben am 21.08.1990, beschrieben wird, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Bevorzugt sollte die Beschichtung aus Heißschmelzkleber aufgebracht werden, während sich das dehnungsgebundene Material unter einer geringfügigen Zugspannung befindet. Beispielsweise kann die Beschichtung aus Heißschmelzkleber aufgebracht werden, während sich das dehnungsgebundene Laminatmaterial unter nur der ausreichenden Zugspannung befindet, die erforderlich ist, um das Material durch das Verfahren der Klebstoffaufbringung zu fördern.
Die Beschichtung aus selbstklebendem Material kann eine Beschichtung aus jedem geeigneten, herkömmlichen, käuflichen Heißschmelzkleber sein, wie beispielsweise Heißschmelzkleber, die eine Mischung aus thermoplastischen Polymeren (beispielsweise thermoplastischen Polyolefinen), klebenden Harzen und Wachsen enthält.
Beispielhafte selbstklebende Heißschmelzmaterialien, die verwendet werden können, enthalten Selbstkleber 6631-117-1 und Selbstkleber 6631-114-4, zu beziehen von der National Starck & Chemical Company, Klebstoffabteilung, Bridgewater, New Yersey. Andere selbstklebende Materialien können beispielsweise sein der Heißschmelzkleber G- 9140, zu beziehen bei Findley Adhesives, lncorporated, Wauwatosa, Wisconsin. Diese selbstklebenden Materialien können mit anderen Materialien gemischt werden, wie beispielsweise Antioxidantien, Stabilisierungsmittel, oberflächenaktive Mittel, Fließbeschleuniger, Teilchen und Materialien, die zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung zugefügt werden.
Allgemein gesagt, kann die in Falten legbare Schicht eine nicht gewebte Bahn aus Fasern wie beispielsweise eine Bahn aus spinngebundenen Fasern, eine Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern, eine gebundene, kardierte Faserbahn, ein mehrschichtiges Material, enthaltend mindestens eine der Bahnen aus spinngebundenen Fasern, schmelzgeblasenen Fasern oder einer gebundenen kardierten Faserbahn sein. Alle geeigneten, nicht elastomeren, faserformenden Harze oder Mischungen, die diese enthalten, können verwendet werden, um die nicht gewebte, in Falten legbare Materialschicht zu bilden. So umfassen diese Polymere beispielsweise Polyoleflne, nicht elastomere Polyester, nicht elastomere Polyamide, zelluloseabgeleitete Polymere, Vinylchloride und Polyvinylalkohole.
Die in Falten legbare Schicht kann ein Verbundmaterial sein, zusammengesetzt aus einer im wesentlichen homogenen Mischung aus schmelzgeblasenen Fasern und anderem Fasermaterial unwoder Teilchen. Als Beispiel einer derartigen Mischung wird auf das US-Patent 4209 563 verwiesen, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird, bei dem schmelzgeblasene Fasern und andere Fasermaterialien miteinander verschlungen wurden, um eine einzelne, kohärente Bahn zufällig verteilter Fasern zu bilden. Ein weiteres Beispiel einer derartigen Verbundbahn könnte eine sein, die durch ein Verfahren hergestellt wurde, wie es beispielsweise im oben erwähnten US-Patent 4 741 949 offenbart ist. Dieses Patent offenbart ein nicht gewebtes Material, das eine Mischung aus schmelzgeblasenen, thermoplastischen Fasern und anderen Materialien enthält. Die Fasern und die anderen Materialien werden im Gasstrom kombiniert, in dem die schmelzgeblasenen Fasern erzeugt werden, so daß eine eng verschlungene Mischung der schmelzgeblasenen Fasern und der anderen Materialien, beispielsweise Holzpulpe, Stapelfasern oder Teilchen, wie beispielsweise Aktivkohlel, Tone, Stärken oder hydrokolbide Partikel, die gewöhnlich als superabsorbierende Materialien bezeichnet werden, vor der Ansammlung der Fasern auf einer Sammeleinrichtung stattfindet, um eine kohärente Bahn aus zufällig verteilten Fasern zu bilden.
Demgemäß ist es beabsichtigt, daß ein selbsklebendes, nicht gewebtes, elastisches Verbundmaterial zusammengesetzt ist aus (1) mindestens einer elastomeren, nicht gewebten Faserbahn; (2) mindestens einem relativ unelastischen, in Falten legbaren Material, zusammengesetzt aus einer Mischung aus schmelzgeblasenen Fasern und einem oder mehreren anderen Materialien, wie beispielsweise Holzpulpe, Fasern vom Stapeltyp, Teilchen und superabsorbierende Materialien, wobei das in Falten legbare Material mit der elastomeren, nicht gewebten Faserbahn an zueinander beabstandeten Stellen so verbunden ist, daß das in Falten legbare Material zwischen den beabstandeten Stellen in Falten gelegt ist; und (3) einer Beschichtung aus einem selbstklebenden Material auf mindestens einem Bereich mindestens einer äußeren Oberfläche des elastischen Verbundmaterials.
Die elastomere, nicht gewebte Faserbahnkomponente der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt eine nicht gewebte Bahn aus elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern, die schmelzgeblasene Mikrofasern enthalten kann. Die elastomere, nicht gewebte Faserbahn kann hergestellt werden unter Verwendung einer oder mehrerer konventioneller Schmelzblas-Spinnkopf-Anordnungen. Die Schmelzblas-Spinnkopf-Anordnungen können in Reihe und/oder abwechselnd mit einem oder mehreren, konventionellen Schmelzblasvorrichtungen oder bahnbildenden Einrichtungen angeordnet sein. Verschiedene Schmelzköpfe zum Ausbilden schmelzgeblasener Fasern können ebenfalls in Reihe angeordnet werden, um übereinanderliegende Schichten von Fasern zu erzeugen. Es wird ebenfalls in Erwägung gezogen, daß eine anisotrope, nicht gewebte Faserbahn direkt auf mindestens einer Schicht eines Materials, wie beispielsweise einem nicht gewebten Textilmaterial, einem gewirkten Textilmaterial, einem gewebten Textilmaterial und/oder einem Film, ausgebildet wird.
Im allgemeinen können alle geeigneten, elastomeren, faserformenden Harze oder Mischungen, die diese enthalten, für die elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern verwendet werden. Die Fasern können aus dem gleichen oder unterschiedlichen elastomeren Harzen hergestellt werden.
Beispielsweise können die elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern aus elastomeren Blockcopolymeren hergestellt werden. Beispielhafte elastomere Blockcopolymere können die allgemeine Formel A-B-A' aufweisen, wobei A und A' jeweils ein thermoplastischer Polymer-Endblock ist, der eine styrene Komponente, wie beispielsweise ein Poly(Vinylaren) enthält, und wobei B ein elastomerer Polymer-Mittelblock ist, wie beispielsweise ein konjugiertes Dien oder ein niedriges Alkenpolymer. Die Block-Copolymere können beispielsweise sein (Polystyren/Poly(Äthylen-Butylen)/Polystyrol)-Block-Copolymere, erhältlich bei der Shell Chemical Company unter dem Markennamen KRATON G. Eines dieser Block-Copolymere könnte beispielsweise sein, KRATON G-1657.
Andere beispielhafte elastomere Materialien, die verwendet werde können, enthalten elastomere Materialien auf der Basis von Polyurethan, wie beispielsweise jene, die unter dem Markennamen ESTANE bei B.F. Goodrich & Co. erhältlich sind, elastomere Materialien auf der Basis von Polyamid, wie beispielsweise jene, die unter dem Markennamen PEBAX bei der Rilsan Company erhältlich sind, und elastomere Materialien auf der Basis von Polyester, wie beispielsweise jene, die unter der Handelsbezeichnung Hytrel bei der E.I. DuPont De Nemours & Company erhältich sind. Die Ausbildung von elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern aus elastischen Polyestermaterialien ist beispielsweise offenbart im US-Patent 4 741 949, Morman u.a., das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Geeignete elastomere Polymere enthalten beispielsweise elastische Äthylen-Copolymere und mindestens ein Vinylmonomer, wie beispielsweise Vinylacetate, ungesättigte aliphatische Monokarbonsäuren und Ester dieser Monokarbonsäuren. Die elastischen Copolymere und die Ausbildung von elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern aus diesen elastischen Copolymeren ist beispielsweise im US-Patent 4 803 117, Daponte offenbart, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Den elastomeren Polymeren können Verarbeitungshilfen zugesetzt werden. So kann beispielsweise ein Polyolefin mit dem elastromeren Polymer (beispielsweise dem elastomeren Block-Copolymer) gemischt werden, um die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung zu verbessern. Das Polyolefin muß von der Art sein, daß es, wenn in dieser Weise gemischt und einer geeignten Kombination von Bedingungen eines erhöhten Drucks und einer erhöhten Temperatur unterworfen wird, in einer mit dem elastomeren Polymer gemischten Form extrudierbar ist. Geeignete Polyolefinmaterialien zum Mischen enthalten beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen und Polybutylen, einschließlich Äthylen-Copolymere, Propylen-Copolymere und Buten-Copolymere. Eine besonders geeignetes Polyäthylen kann bezogen werden von der U.S.I. Chemical Company unter der Handelsbezeichnung Petrothene NA 601 (nachfolgend auch als PE NA 601 oder Polyäthylen NA 601 bezeichnet). Zwei oder mehrere der Polyolefine können verwendet werden. Extrudierbare Mischungen aus elastomeren Polymeren und Polyolefinen sind beispielsweise im US-Patent 4663220 beschrieben, auf das vorstehend bereits verwiesen wurde.
Bevorzugt sollten die schmelzgeblasenen, elastomeren Fasern eine gewisse Klebrigkeit oder Adhesivität aufweisen, um das autogene Binden zu erleichtern. So kann beispielsweise das elastomere Polymer selbstklebend sein, wenn es zu Fasern geformt wird, oder es kann alternativ ein kompatibles, klebrig machendes Harz zu den extrudierbaren, elastomeren Zusammensetzungen zugefügt werden, wie sie oben beschrieben wurden, um klebrig gemachte, elastomere Fasern zu schaffen, die sich autogen verbinden. Bezüglich der klebrig machenden Harze und klebrig gemachten, extrudierbaren elastomeren Zusammensetzungen, sollten die Harze und Zusammensetzungen beachtet werden, wie sie im US-Patent 4 787699 beschrieben sind, das hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Jedes klebrig machende Harz kann verwendet werden, das mit dem elastomeren Polymer kompatibel ist, und den hohen Verarbeitungs-(z.B. Extrusions-) Temperaturen widerstehen kann. Wenn das elastromere Polymer (z.B. ein elastomeres Block-Copolymer) mit Verarbeitungshilfen (wie beispielsweise Polyolefine oder streckende Öle) vermischt wird, sollten das klebrig machende Harz ebenfalls mit diesen Verarbeitungshilfen kompatibel sein. Im allgemeinen sind hydrierte Kohlenwasserstoffharze bevorzugte klebrig machende Harze wegen ihrer besseren Temperaturstabilität. Die Klebrigmacher REGALREZ und ARKON der P-Reihe sind Beispiele hydrierter Kohlenwasserstoffharze. ZONATAK 501 ute ist ein Beispiel eines Terpen-Kohlenwasserstoffes. REGALREZ -Kohlenwasserstoffharze sind zu beziehen bei Hercules Incorporated. ARKON -Harze der P-Reihen sind erhältlich bei Arakawa Chemical (U.S.A.) Incorporated. Selbstverstandlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung dieser drei klebrig machender Harze begrenzt, und es können andere klebrig machende Harze, die mit den anderen Komponenten der Zusammensetzung kompatibel sind und den hohen Verarbeitungstemperaturen widerstehen können, ebenfalls verwendet werden.
Im allgemeinen enthält die Mischung, die zum Herstellen der elastomeren Fasern verwendet wird, beispielsweise von etwa 40 bis etwa 80 Gew.-% an elastomerem Polymer, von etwa 5 bis etwa 40% Polyolefin und von etwa 5 bis etwa 40% Klebrigmacherharz. Beispielsweise enthielt eine besonders geeignete Zusammensetzung in Gew.-% etwa 61 bis etwa 65% KRATON G-1657, etwa 17 bis etwa 23% Polyäthylen NA 601 und etwa 15 bis etwa 20% REGALREZ 1126.
Wie oben für die in Falten legbare Schicht diskutiert, kann die elastomere, nicht gewebte Bahn ebenfalls eine im wesentlichen homogene Mischung aus schmelzgeblasenen Fasern und anderen Fasermaterialien und/oder Teilchen enthalten. Beispielhafte Materialien und Verfahren sind in den oben erwähnten US-Patenten 4 209 563 und 4 741 949 offenbart.
Die elastische, nicht gewebte Faserbahn kann eine anisotrope, nicht gewebte Faserbahn sein, die eine im wesentlichen homogene Anordnung schmelzgeblasener Fasern enthält, die im allgemeinen entlang einer der ebenen Dimensionen der Bahn, wie beispielsweise der Maschinenrichtung, ausgerichtet sind. Eine derartige anisotrope, nicht gewebte Faserbahn würde dort bevorzugt sein, wo die elastische Komponente des selbstklebenden, elastischen Verbundmaterials nicht unbedingt die gleichen Dehnungs- und Rückkehreigenschaften in jeder Richtung aufweisen muß. Wenn die elastische Komponente so ausgebildet ist, daß sie die erforderlichen Dehn- und Rückkehreigenschaften in nur der Richtung aufweist, in der das in Falten legbare Material dem Laminat gestattet, sich auszudehnen, dann könnte relativ wenig elastomeres Material verwendet werden, als wenn die Bahn isotrop ware. Da elastomere Materialien im allgemeinen relativ kostenaufwendig sind, könnte eine Reduzierung des Anteils des elastischen Materials erreicht werden, wahrend die gewünschten physikalischen Eigenschaften doch erreicht werden. Eine derartige anisotrope, elastische Faserbahn kann hergestellt werden, wie es beispielsweise im allgemeinen in der US-Patentanmeldung 07/864 808, eingereicht am 07.04.1992, Fitts u.a., beschrieben ist, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Allgemein gesagt, kann das selbsklebende Verbundmaterial ein Flächengewicht aufweisen, das zwischen 10 bis etwa 400 g/m² liegt. Beispielsweise kann das selbstklebende Verbundmaterial ein Flächengewicht aufweisen, das zwischen etwa 40 bis etwa 400 g/m² liegt. Als weiteres Beispiel, kann das Flächengewicht zwischen etwa 100 bis etwa 250 g/m² liegen. Das selbstklebende, elastische Verbundmaterial kann als selbstklebendes Produkt verwendet werden, wie beispielsweise als Umhüllung oder Bandage. Solche Umhüllungen oder Bandagen weisen breite Anwendungsmöglichkeiten in der Humanoder Veterinärmedizin auf. Wenn als Umhüllung oder Bandage verwendet, kann das selbstklebende, elastische Verbundmaterial eine Verlängerung bei einer Dehnung bis zum Stop aufweisen, die innerhalb eines Bereiches liegt, die es gestattet, daß die Umhüllung oder Bandage unter einem für den geplanten Anwendungszweck geeigneten Wert einer Zugkraft aufgebracht werden kann. So kann beispielsweise das selbstklebende Produkt zusammengesetzt sein aus einem elastischen Verbundmaterial, das eine Verlängerung bei einer Dehnung bis zum Stop von mindstens 25% aufweist. Als weiteres Beispiel kann das selbstklebende Produkt zusammengesetzt sein aus einem elastischen Verbundmaterial, das eine Verlängerung bei Dehnung bis zum Stop aufweist, die zwischen etwa 35% und etwa 400% liegt.

Beispiele

Nicht gewebte, elastomere Faserbahn

Die nicht gewebte, elastomere Faserbahn war eine nicht gewebte Bahn aus elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern, hergestellt aus einer elastomeren Zusammensetzung, die etwa 63 Gew.-% KRATON G-1657, etwa 17 Gew.-% Polyäthylen NA 601 und etwa 20 Gew.-% REGALREZ 1126 aufwies. Die elastomeren, nicht gewebten Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern wurden unter Verwendung konventioneller Schmelzblasverfahren in mehreren Sätzen hergestellt, um eine nicht gewebte, elastomere Faserbahn mit einem Flächengewicht von etwa 70 g/m² herzustellen.

Dehnungsgebundenes Laminat

Verschiedene elastomere Verbundmaterialien, die als dehnungsgebundene Laminate bezeichnet wurden, wurden unter Verwendung der oben beschriebenen, nicht gewebten, elastomeren Faserbahn hergestellt.
Allgemein gesagt, wurden die elastomeren, nicht gewebten Faserbahnen (d.h. die Bahnen aus schmelzgeblasenen Fasern) durch die Formoberfläche unter einer spezifischen Geschwindigkeit getragen, von der Formoberflache durch eine Aufnahmerolle abgehoben, die sich unter einer größeren Geschwindigkeit bewegt, und dann ausgezogen bis auf ein spezifisches Kalander/Formoberfläche-Auszugsverhältnis, um den gewünschten Wert der Verlängerung zu erreichen. Bei dieser Verlängerung wurde die ausgezogene, elastomere, nicht gewebte Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern in eine Kalanderrolle zusammen mit oberen und untere, unelastischen Abdeckbahnen gefördert. Jede Abdekkung war eine konventionelle, spinngebundene Bahn aus kontinuierlichen Filamenten aus Polypropylen mit einem Flachengewicht von etwa 0,4 Unzen pro Quadratyard (etwa 14 g/m²), die an zueinander beabstandeten Stellen mit der elastomeren, nicht gewebten Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern verbunden war, um eine dehnungsgebundene Laminatstruktur zu bilden. Das dehnungsgebundene Laminat wurde entspannt sobald es den Spalt verließ, so daß sich Falten und Erhebungen im in Falten legbaren Material bildeten und sich die elastomere Komponente im wesentlichen auf ihre Dimensionen vor dem Dehnen zusammenzog. Das Laminat wurde auf einer angetriebene Aufwickelrolle unter leichtem Zug aufgewickelt.

Klebendes elastisches Verbundmaterial

Das oben beschriebene, dehnungsgebundene Laminat mit einem Flächengewicht von etwa 100 g/m² wurde unter einer Schmelzsprüheinrichtung durchgeführt, die einen feinen Sprühnebel aus Heißschmelzkleber extrudierte. Das dehnungsgebundene Laminat befand sich in seinem entspannten (d.h. ungedehnten) Zustand, wenn der Heißschmelzkleber aufgebracht wurde. Die Schmelzsprüheinrichtung war eine konventionelle Schmelzblas-Spinnkopfspitze mit einem 25,4 cm (10 Zoll)-Schlitz und mit 20 Löchern pro 2,54 cm (1 Zoll) ausgerichtet mit dem Schlitz. Der Klebstoff wurde mit einem Formabstand von 3,8 cm (1,5 Zoll) von der Oberfläche des dehnungsgebundenen Laminats aufgesprüht, was zu einem Sprühmuster von etwa 26,7 cm (10, 5 Zoll) Breite führt.

Beispiel 1

Ein Heißschmelzkleber der National Starch & Chemical Company, Klebstoffabteilung mit der Handelsbezeichnung National 70-3828 wurde unter den folgenden Maschinenparametern verarbeitet:
Vorschmelztemperatur = 1 27ºC (260ºF)
Hauptschmelztemperatur = 135ºC (275ºF)
Spritztemperatur = 138ºC (280ºF)
Spinnkopftemperatur = 149ºC (300ºF)
Lufttemperatur = 232ºC bei 1,38 bar (450ºF bei 20 psi)
Formabstand = 3,8 cm (1,5 Zoll)
Unter diesen Bedingungen wurde abgeschätzt, daß die Temperatur des Klebstoffs, wie er aus dem Spinnkopf herauskam, zwischen etwa 135ºC (275ºF) bis etwa 141ºC (285ºF) betrug.
Für eine Maschinengeschwindigkeit von 30,5 m/min (100 Fuß pro Minute), wurde die Klebstoffzugabe so berechnet, daß sie 59 pro Quadratmeter (gsm) betrug. Eine gummibeschichtete Walzspaltrolle wurde mit einer Hülle aus Lösepapier bedeckt, was es gestattete, daß das dehnungsgebundene Laminat ohne eine Schicht aus Lösepapier verarbeitet werden konnte, wenn es besprüht und aufgewickelt wird. Nach der Sprühbeschichtung einer Seite des ersten dehnungsgebundenen Laminats wurden die Klebeigenschaften des beschichteten dehnungsgebundenen Laminats untersucht, und es wurde festgestellt, daß der Klebstoff von der Oberfläche des dehnungsgebundenen Laminats abgezogen werden konnte.

Beispiel 2

Ein Heißschmelzklebstoff der Findley Adhesives Company mit der Handelsbezeichnung Findley H-9140 wurde unter den folgenden Maschinenparametern verarbeitet:
Vorschmelztemperatur = 166ºC (330ºF)
Hauptschmelztemperatur = 168ºC (335ºF)
Spritztemperatur = 168ºC (335ºF)
Spinnkopftemperatur = 171ºC (340ºF)
Lufttemperatur = 232ºC bei 1,38 bar (450ºF bei 20 psi)
Formabstand = 3,8 cm (1,5 Zoll)
Es wurde festgestellt, daß dieser Klebstoff höhere Verfahrensbedingungen erforderte. Die erste Rolle wurde mit einer Lineargeschwindigkeit von 30,5 m/min (100 Fuß pro Minute) angetrieben, um einen Klebstoffauftrag von 5 g/m² zu erreichen. Die Rolle wird zurückgedreht und auf der gegenüberliegenden Seite sprühend beschichtet, um ein dehnungsgebundenes Laminat mit einem Auftrag von 5 g/m² Klebstoff pro Seite zu erzeugen. Bei diesem Material konnte der Klebstoff nicht von der Oberfäche des dehnungsgebundenen Laminates abgezogen werden.
Die Beschichtungsmenge, die Lufttemperatur, der Luftdruck und die Klebstofftemperatur wurden verändert, um die gewünschte Aufbringmenge des Klebstoffs zu erzeugen. Es war notwendig, Lösepapier zu verwenden, um ein Anhaften des Klebstoffs an der Einrichtung zu verhindern.

Beispiel 3

Ein heißschmelzender Klebstoff wurde von der Findley Adhesives Company unter der Warenbezeichnung Findley H9078-01 bezogen. Es wurde festgestellt, daß die Schmelzsprüheinrichtung am effektivsten arbeitete, wenn dieser spezielle Klebstoff so hoch erhitzt wurde, daß seine Viskosität etwa 4000 cP betrug. Die folgenden Maschineneinstellungen wurden zum Erreichen der gewünschten Höhe der Viskosität verwendet:
Lauftemperatur des Klebstoffs = 1 49ºC (300ºF)
Formabstand = 3,8 cm (1,5 Zoll)
Lineargeschwindigkeit = 76,25 m/min (250 Fuß/min)
Das dehnungsgebundene Laminat wurde an zwei Seiten mit einer Beladung von etwa 0,62 cm² (4 mg/Zoll²) beschichtet. Weiterhin wurde ein spinngebundenes Abdeckmaterial aus kontinuierlichen Polypropylenfilamenten, Flächengewicht 0,4 oz/yd² (14 g/m²)) beschichtet. Dieses wurde jedoch nur an einer Seite beschichtet. Es schien, daß der Findely H9078-01 -Heißschmelzkleber eine gute Klebrigkeit in sich aber eine zu hohe Klebrigkeit an Oberflächen, wie beispielsweise Haut, aufweist. Der Klebstoff war so fest, daß die spinngebundene Polypropylenschicht und die elastomere, nicht gewebte Faserbahnschicht des dehnungsgebundenen Laminats sich trennten, wenn die Selbstklebeeigenschaften des Materials untersucht wurde.

Beispiel 4

Ein Heißschmelzkleber wurde von der National Starch & Chemical Company, Klebstoffabteilung, unter der Handelsbezeichnung National 70-3842 bezogen. Da dieser bestimmte Heischmelzklebstoff eine sehr viel höhere Viskosität als viele andere Klebstoffe aufwies, wurden die folgenden Maschineneinstellungen ausgewählt:
Lauftemperatur des Klebstoffs = 182ºC (360ºF)
Formabstand = 3,8 cm (1,5 Zoll)
Lineargeschwindigkeit = 76,25 m/min (250 Fuß/min)
Dieser Klebstoff wurde ebenfalls jeder Seite zugefügt, mit einer Beladung von etwa 0,62 mg/cm² (4 Milligram pro Quadratzoll). Das beschichtete Material hatte ein Gummigefühl resultierend aus diesem Klebstoff, der sich anfühlte ähnlich den latexgesattigten Produkten. Es wurde beobachtet, daß der Klebstoff sich von den Oberflächen des dehnungsgebundenen Laminats in langen, strangähnlichen Segmenten löste, wenn zwei Schichten des mit dem National 70-3842-Heißschmelzkleber beschichteten dehnungsgebundenen Laminats auseinandergezogen wurden.

Beispiel 5

Ein Heißschmelzkleber der Findley Adhesives Company unter der Handelsbezeichnung Findley H-9054-01 wurde mit den folgenden Maschinenparametern verarbeitet:
Lauftemperatur des Klebstoffs = 154ºC (310ºF)
Formabstand = 3,8 cm (1,5 Zoll)
lineare Geschwindgkeit = 76,25 m/min (250 Fuß/min)
Der Klebstoffließ sich sehr ähnlich dem Klebstoff des Beispiels 3 (d.h. Findley-Klebstoff H-9078-01) verarbeiten. Das Material fühlte sich jedoch insgesamt nicht sehr klebrig an. Zusatzlich schien es, daß das Material keinen hohen Grad an Selbstklebekraft aufwies.

Vergleichsbeispiele

Die folgenden Vergleichsbeispiele illustrieren ein Verfahren, bei dem eine selbstklebende Beschichtung auf eine spinngebundene, in Falten legbare Bahn aufgebracht wird, bevor die Bahn mit der elastischen, nicht gewebten Faserbahn verbunden wird, um ein dehnungsgebundenes Laminatmaterial zu erzeugen. Die Beispiele illustrieren, daß derartige selbstklebend beschichtete, spinngebundene, in Falten legbare Bahnen verwendet werden können, um dehnungsgebundene Laminatmaterialien herzustellen, die geeignete Verlängerungen bei einer Dehnung bis zum Stop aufweisen.

Kontrollmaterial

Eine nicht gewebte elastomere Faserbahn aus elastomeren, schmelzgebundenen Fasern wurde aus einer elastomeren Zusammensetzung hergestellt, die etwa 63 Gew.-% KRATON G-1657, etwa 17 Gew.-% Polyathylen NA 601 und etwa 20 Gew.-% REGALREZ 1126 enthielt. Die elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern wurden unter Verwendung herkömmlicher Schmelzblasverfahren in Mehrfachsätzen hergestellt, um eine nicht gewebte, elastomere Faserbahn mit einem Flächengewicht von etwa 112 g/m² zu erzeugen.
Die elastomere, nicht gewebte Faserbahn wurde verlangert und mit den oberen und unteren, nicht elastischen Bahnabdeckungen an zueinander beabstandeten Stellen gemäß dem oben beschriebenen Verfahren verbunden, um ein dehnungsgebundenes Laminat herzustellen. Jede Abdeckung war eine konventionelle spinngebundene Polypropylenbahn mit einem Flachengewicht von 0,4 Unzen pro Quadratyard (etwa 14 g/m²). Das dehnungsgebundene Laminat wurde entspannt sobald es den Rollenspalt verließ, so daß Falten und Erhebungen sich im in Falten legbaren Material ausbildeten und die elastomere Komponente sich im allgemeinen auf etwa ihre vorgedehnten Abmessungen zusammenzog. Das Laminat wurde unter leichtem Zug auf eine angetriebene Aufwickelrolle augewickelt. Matenalproben, die in dieser Weise hergestellt wurden, wurden als "Kontrolmaterialien" identifiziert.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Heißschmelzkleber von der Findley Adhesives Company unter der Handelsbezeichnung Findley H-9078 wurde auf eine Bahn aus spinngebundenem Polypropylen mit 14 g/m² aufgebracht, wie in Beispiel 3 dargelegt. Die selbstklebend beschichtete, spinngebundene Polypropylen-Bahn wurde in das oben beschriebene Umwandlungsverfahren zum dehnungsgebundenen Laminat eingeführt. Wenn das selbstklebend beschichtete, spinngebundene Material mit einer veriangerten, elastischen, nicht gewebten Faserbahn unter Verwendung thermischer Bindeverfahren verbunden wurde, wurden das spinngebundene Material sehr klebrig und tendierte dazu, im Bindungsspalt aufzubrechen, wobei es sich selbst um die Ankerrolle wand. Eine merkliche Menge an Klebstoff haftete an beiden Kalanderrollen, selbst bei niedrigen Bindungstemperaturen. Eine geringe Menge eines dehnungsgebundenen Materials wurde produziert.

Vergleichsbeisdiel 2

Ein Heißschmelzkleber der Findley Adhesives Company unter der Handelsbezeichnung Findley H-9054 wurde auf eine Bahn aus spinngebundenen Polypropylen mit 14 g/m² aufgebracht, wie in Beispiel 5 erlautert. Beim Einführen in den oben beschriebenen Umwandlungsprozeß zum dehnungsgebundenen Laminat, um das selbstklebend beschichtete, spinngebundene Material an einer verlangerten, elastischen, nicht gewebten Faserbahn zu befestigen, haftete das spinngebundene Material nicht so schlecht am Spalt als das Material im Vergleichsbeispiel 1. Der Klebstoff beeinflußt jedoch die Rückkehrrate, was bewirkte, daß sich das Material um die Kalanderrolle wickelte. Eine kleine Menge eines dehnungsgebundenen Materials wurde hergestellt.
Die Verlängerungen bei der Dehnung bis zum Stop der dehnungsgebundenen Laminate wurde bei jeder Probe gemessen. Werte aus Zugversuchen (d.h. Messungen der Last und der Verlängerung), durchgeführt auf der Universalversuchsanordnung Instron Model 1122 wurden verwendet, um Kurven der Last über der Verlängerung für jede dehnungsgebundene Laminatprobe zu erzeugen. Fig. 2 ist repräsentauv für eine beispielhafte Kurve der Last über der Verlängerung für die anfängliche Verlängerung eines dehnungsgebundenen Laminats bis auf eine maximale, aufgebrachte Kraft von 2000 g. Wie der Kurve zu entnehmen ist, repräsentiert die Neigung der Linientangente zur Kurve zwischen den Punkten A und B, die allgemeinen Merkmale der Verlängerung über der Last, die primär durch die elastische Komponente des dehnungsgebundenen Laminats erzeugt wird.
Die Neigung der Kurve der Last über der Verlängerung steigt merklich an, wenn das dehnungsgebundene Laminat einmal vollständig verlängert ist, um die Falten oder Erhebungen im Laminat zu eliminieren. Dieser Bereich eines wesentlichen Anstiegs der Neigung tritt bei etwa der Verlängerung bei der Dehnung bis zum Stop des Laminats auf. Die Neigung der Linientangente zur Kurve zwischen den Punkten C und D nach diesem Bereich stellt das allgemeine Verhalten der Verlängerung über der Last dar, das primar durch die unelastische Komponente (d.h. die in Falten legbare Bahn) des dehnungsgebundenen Laminats verursacht wird. Der Schnittpunkt der Linien, die durch A-B und C-D laufen, wird als Achsenabschnittspunkt bezeichnet. Die Verlängerung bei der Dehnung bis zum Stop ist etwa die Verlängerung am Achsenabschnittspunkt (d.h. die Verlängerung am Achsenabschnitt).
Die Ergebnisse der Untersuchung der Dehnung bis zum Stop sind die folgenden für die oben beschriebenen Vergleichsbeispiele:
Kontrollprobe - kein Klebstoff = 140%
Findley H9078 = 110%
Findley H9054 = 100%

Zugversuch an selbstklebendern, elastischen Materialien

Die folgenden Beispiele beschreiben Messungen der Zugeigenschaften von drei selbstklebenden elastischen Materialien. Zwei dieser Materialien sind selbstklebende Umhüllungsmaterialien VETRAP und EQUISPORT , von der Minnesota Mining and Manufacturing Company. Das andere Material ist ein selbstklebendes, elastisches Verbundmaterial, hergestellt aus einem dehnungsgebundenen Laminatmaterial bestehend aus einer elastischen, nicht gewebten Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern, die mit spinngebundenen, kontinuierlichen Polypropylenfilamenten verbunden ist. Spezielle Details dieses Materials sind unten beschrieben.
Alle drei Materialien wurden unter den gleichen Bedingungen unter Verwendung eines Universal Testinstruments Instron Modell 122, ausgerüstet mit der Software Instron Series IX automation, untersucht.

Selbstklebendes, dehnungsgebundenes Laminat

Eine nicht gewebte Bahn aus elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern wurde aus einer elastomeren Zusammensetzung hergestellt, die etwa 63 Gew.-% KRATON G-1 657, etwa 17 Gew.-% Polyäthylen NA 601 und etwa 20 Gew.-% REGALREZ 1126 enthielt. Die elastomere, nicht gewebte Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern wurde unter Verwendung konventioneller Schmelzblasverfahren in Mehrfachsätzen hergestellt, um eine nicht gewebte, elastomere Faserbahn mit einem Flächengewicht von etwa 94 g/m² herzustellen.
Verschiedene zusammengesetzte elastomere Materialien, die als dehnungsgebundene Laminate bezeichnet werden, wurden unter Verwendung der oben beschriebenen, elastomeren Faserbahn hergestellt. Die elastomere, nicht gewebte Faserbahn wurde verlängert und mit oberen und unteren, nicht elastischen Bahnabdeckungen an zueinander beabstandeten Stellen verbunden, gemäß dem oben beschriebenen Verfahren, um ein dehnungsgebundenes Laminat herzustellen. Jede Abdeckung war eine konventionelle, spinngebundene Polypropylenbahn mit einem Flächengewicht von 0,4 Unzen pro Quadratyard (etwa 14 g/m²). Das dehnungsgebundene Laminat wurde entspannt sobald es den Rollenspalt verließ, so daß sich Falten und Erhebungen im in Falten legbaren Material bildeten und die elastomere Komponente sich im allgemeinen auf ihre Abmessungen vor dem Dehnen zusammenzog. Das Material wurde an beiden Seiten mit einem Heißschmelzkleber von der Findley Adhesives Company mit der Handelsbezeichnung Findley H-9140 beschichtet, im wesentlichen gemäß dem oben beschriebenen Beispiel 2.

Verlängerung bei Dehnung bis zum Stop

Verlängerungen bei der Dehnung bis zum Stop wurden für jede Probe bestimmt, unter Verwendung der oben beschriebenen Instron-Testausrüstung. Die Dehnung bis zum Stop (STS) betrug etwa 130% beim selbstklebenden, dehnungsgebundenen Laminat (d.h. dem kohäsiven SBL). Die für das VETRA selbstklebende Umhüllungsmaterial gemessene Dehnung bis zum Stop (STS) lag bei 100% und die für das EQULSPORT selbstklebende Umhüllungsmaterial gemessene Dehnung bis zum Stop (STS) lag bei etwa 140%.

T-Abziehversuch

Probenmaterialien wurden in Streifen mit 2,54 cm x 22,9 cm (1 Zoll x 9 Zoll) geschnitten und mit einem Klebeband hinterlegt, das zu beziehen ist von Minnesota Mining and Manufacturing Company unter der Handelsbezeichnung 3M 3650-G-Band. Sie wurden dann mit den klebrigen Seiten zusammenliegend angeordnet und verbunden, indem ein 2,3 kg (5 Pfund) Roller etwa 10 mal vor und zurück über die Probe gerollt wurde. Die Proben wurden auf der Instron-Testeinrichtung montiert und unter den folgenden Bedingungen vermessen:
Kreuzkopfgeschwindigkeit: 25,4 cm/min (10 Zoll/min)
Meßlänge: 2,54 cm (1 Zoll)
Greifabstand: 2,54 cm (1 Zoll)
Probenabmessungen: 2,54 cm x 22,9 cm (1 Zoll x 9 Zoll)
Probentyp: ASTM D 1876-72 (Wiederzulassung 1983)
Klauengröße: beide 2,54 cm x 2,54 cm (1 Zoll x 1 Zoll)
Die folgenden Meßwerte wurden in diesen Versuchen erzeugt: TABELLE 1 T-Abzugswiderstand selbsklebender Materialien

Adhäsive Scherfestigkeit

Proben für diesen Test wurden in Streifen mit 5 cm x 15 cm (2 Zoll x 6 Zoll) geschnitten und mit 3M 3650-G-Band hinterglegt. Sie wurden dann mit ihren klebrigen Seiten aneinanderliegend befestigt, mit 25,8 cm² (4 Quadratzoll) Kontakfläche. Die Proben wurden auf der Instron-Testausrüstung montiert und durch das Instron unter den folgenden Bedingungen vertikal gezogen:
Kreuzkopfgeschwindigkeit: 25,4 cm/min (10 Zoll/min)
Meßlänge: 7,6 cm (3 Zoll)
Greifabstand: 7,6 cm (3 Zoll)
Probenabmessungen: 5 cm x 15 cm (2 Zoll x 6 Zoll)
Klauengröße: beide 7,6 cm x 2,54 cm (3 Zoll x 1 Zoll)
Die folgenden Meßwerte wurden aus diesen Versuchen gewonnen: TABELLE 2 Scherversuch selbstklebender Materialien

Zugfestigkeit bei 50% Meßlänge und 50% Verlängerung bei Dehnuna bis zum Stod

Für diese Versuche wurden Proben in Rechtecke mit 10 x 15 cm (4 Zoll x 6 Zoll) geschnitten (wobei sich die 15 cm-6 Zoll-Länge in der Maschinenrichtung des Materials befand). Jede Probe wurde auf der Instron-Testausrüstung montiert und unter den folgenden Bedingungen bis zum Reißen gezogen:
Kreuzkopfgeschwindigkeit: 30,5 cm/min (12 Zoll/min)
Meßlänge: 7,6 cm (3 Zoll)
Greifabstand: 7,6 cm (3 Zoll)
Probenabmessungen: 10 cm x 15 cm (4 Zoll x 6 Zoll)
Probenart: ASTM D 4964-89
Klauengröße: beide 7,6 cm x 2,54 cm (3 Zoll x 1 Zoll)
Die Proben aus COHESIVE SBL, VETRA und EQUISPORT hatten jeweils leicht unterschiedliche Verlängerungen bei der Dehnung bis zum Stop. Dies beeinflußte die Bestimmung der Last bei 50% Meßlänge nicht. Diese Last wurde gemessen bei einer Kreuzkopfbewegung von etwa 3, 8 cm (135 Zoll). Die Last bei 50% Verlängerung der Dehnung bis zum Stop wurde bestimmt bei 50% der verfügbaren Kreuzkopfbewegung gemäß den oben beschriebenen Verlängerungen der Dehnung bis zum Stop. TABELLE 3 Zugfestigkeit selbstklebender Materialien

Entspannungsuntersuchung an selbstklebenden Materialien bei 39ºC (102ºF)

Die Messungen der thermischen Entspannung wurden unter Verwendung der Instron- Testausrüstung durchgeführt. Die Testklauen wurden durch eine Umweltkammer Instron Model 3111, Reihe 808 (die ein Fenster in der Tür hatte) während der Versuche umgeben, so daß die Probenumgebung (Temperatur) kontrolliert werden konnte. Die Umweltkammer wurde auf eine gewünschte Temperatur eingestellt und in einen Gleichgewichtszustand gebracht. Ein Thermometer wurde verwendet, um eine genaue Temperaturablesung sicherzustellen. Die Versuchsproben für die Entspannungsprüfung wurden auf 10cm x 15cm (4 Zoll x 6 Zoll) geschnitten, in den Klauen des Instron-Versuchsinstrumentes montiert und auf 50% ihrer Verlängerung bei Dehnung bis zum Stop ausgedehnt (Die Dehnung bis zum Stop beträgt 130% für COHESIVE SBL, 100% für VETRAP und 140% für EQUISPORT ). Die Proben wurden 30 Minuten lang bei 50% ihrer Verlängerung bei der Dehnung bis zum Stop in der Umweltkammer aufbewahrt, die bei einer Temperatur von 102ºF (38,8ºC) gehalten wurde. Die Proben wurden unter den folgenden Parametern gedehnt:
Kreuzkopfgeschwindigkeit: 25,4 cm/min (10 Zoll/min)
Meßlänge: 10 cm (4 Zoll)
Greifabstand: 10 cm (4 Zoll)
Probenabmessungen: 10 cm x 15 cm (4 Zoll x 6 Zoll)
Probenart: ASTM 4964-89
Klauengröße: 1º0m x 3,8cm (10 Zoll x 1,5 Zoll) (Kammerklauen)
Aus diesen Versuchen wurden die folgenden Werte gewonnen: TABELLE 4 Entspannung nach 30 Minuten - 39ºC (102ºF), selbstklebende Materialien

Simulierte Alterunasstudie

Für diese Versuche wurde eine Testmatrix aufgesetzt, um den Einfluß eines verlängerten Einwirkens einer aufgeheizten Umgebung zu bestimmen. Drei unterschiedliche Temperaturen und drei unterschiedliche Zeitintervalle wurden ausgewählt. Die Studie war so ausgelegt, daß sie eine verlängerte Einwirkung von Temperaturen von etwa 93ºC (200ºF), 66ºC (150ºF) und 38ºC (100ºF) simulierte. Die Proben wurden diesen Temperaturen unter drei unterschiedlichen Zeitintervallen ausgesetzt: 6 Stunden, 24 Stunden und 1 Woche. Die Proben wurden im Fischer Isotemp Model 282 Vakuumofen auf den Versuchstemperaturen gehalten. Jede Probe wurde 24 Stunden lang abgekühlt, bevor sie auf der Instron-Versuchseinrichtung montiert und bis zum Zerreißen unter den folgenden Parametern gezogen wurde:
Kreuzkopfgeschwindigkeit: 30,5 cm/min (12 Zoll/min)
Meßlänge: 7,6 cm (3 Zoll)
Greifabstand: 7,6 cm (3 Zoll)
Probenabmessungen: 10 cm x 15 cm (4z011 x 6 Zoll)
Probenart: ASTM 4964-89
Klauengröße: beide 7,6 cm x 2,54 cm (3 Zoll x 1 Zoll)
Die folgenden Tabellen zeigen die Mittelwerte, die aus diesen Versuchen gewonnen wurden: TABELLE 5 Selbstklebende Materialien, 6 Stunden bei 39ºC (102ºF) gealtert TABELLE 6 Selbstklebende Materialien, 24 Stunden bei 39ºC (102,2ºF) gealtert TABELLE 7 Selbstklebende Materialien, 1 Woche bei 39ºC (102,2ºF) gealtert TABELLE 8 Selbstklebende Materialien, 6 Stunden bei 64ºC (147,6ºF) gealtert TABELLE 9 Selbstklebende Materialien&sub1; 24 Stunden bei 64ºC (147,6ºF) gealtert TABELLE 10 Selbstklebende Materialien, 1 Woche bei 64ºC (147,6ºF) gealtert TABELLE 11 Selbstklebende Materialien, 6 Stunden bei 96ºC (204,8ºF) gealtert TABELLE 12 Selbstklebende Materialien, 24 Stunden bei 96ºC (204,8ºF) gealtert TABELLE 13 Selbstklebende Materialien, 1 Woche bei 96ºC (204,8ºF) gealtert

Kompressionsversuch selbstklebender elastischer Materialien

Die Komprimierbarkeit verschiedener selbstklebender, elastischer Verbundmaterialien wurden unter Verwendung eines Standard-Kompressometers gemessen, erhältlich beim Frazier Precision Instrument Company, Gaithersburg, Maryland. Das Kompressometer wurde mit einem runden Fuß mit einem Durchmesser von 7,6 cm (3 Zoll) ausgerüstet und es wurde auf einen Kolben, der mit dem Fuß verbunden ist, ein Luftdruck ausgeübt. Der Luftdruck wurde so eingestellt, daß er eine spezifische Kompressionskraft über den Fuß auf die Probe ausübt. Jede Probe war größer als der Durchmesser von 7,6 cm (3 Zoll) des runden Fußes. Zwischen den Ablesungen wurde ein Intervall von 15 Sekunden eingehalten, damit der Druck im Kolben die gewünschte Höhe erreichen konnte. Zwei Dicken wurden aufgenommen. Die erste Dicke war diejenige Dicke, die beim korrekten Druck gemessen wurde, wenn der Druck von etwa 0 N/cm² erhöht wurde. Die zweite Dicke war diejenige Dicke, die am korrekten Druck gemessen wurde, wenn der Druck von etwa 2 N/cm² (3,0 psi) verringert wurde. Die in Tabelle 14 aufgetragenen Werte stellen einen Mittelwert der aus fünf Proben erhaltenen Ergebnisse dar. Die Ergebnisse sind in cm dargestellt.
Die Probenmaterialien waren die selbstklebenden Umhüllungsmaterialien VETRAP und EQUISPORT , erhältlich bei der Minnesota Mining and Manufacturing Company; ein kohäsives, flexibles Bandagenumhüllungsmaterial CO-FLEX , erhältlich bei Andover Coating Company, Salisbury, Massachusetts. Das andere Material war das selbstklebende, elastische Verbundmaterial, das aus einem dehnungsgebundenen Laminatmaterial hergestellt wurde, wie es oben für den Zugversuch beschrieben wurde. Ergebnisse des Kompressionsversuches an den selbstklebenden Umhüllungsmaterialien
*=Dicke wird ausgedrückt in Zoll x 2,54cm
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde&sub1; ist es klar, daß der von der vorliegenden Erfindung umfaßte Gegenstand nicht auf diese spezifischen Ausführungsbeispiele beschrankt ist. Es ist im Gegenteil geplant, in dem Gegenstand der Erfindung alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente einzuschließen, die eingeschlossen werden können durch den Schutzbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

1. Selbstklebendes, nichtgewebtes, elastisches Verbundmaterial (10) mit:

mindestens einem elastischen Verbundmaterial (12), das umfaßt: mindestens eine elastomere, nichtgewebte Faserbahn (14) und mindestens ein relativ unelastisches, in Falten legbares Material (18, 20), das ausgewählt ist aus einer Bahn aus spinngebundenen Fasern, einer Bahn aus schmelzgeblasenen Fasern, eine gebundene, kardierte Faserbahn, einem mehrschichtigen Material mit mindestens einer der Bahnen aus spinngebundenen Fasern, schmelzgeblasenen Fasern und einer gebundenen, kardierten Faserbahn, einem Verbundmaterial, das eine Fasermischung und eine oder mehrere andere Materialien enthält, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Holzpulpe, Stapelfasern, Teilchen und superabsorbierenden Materialien; wobei das in Falten legbare Material mit der elastomeren, nichtgewebten Faserbahn (14) an zueinander beabstandeten Stellen (16) verbunden ist, so daß das in Falten legbare Material (18, 20) zwischen den zueinander beabstandeten Stellen (16) gefältet wird; und mit einer Beschichtung eines selbstklebenden Materials an mindestens einem Bereich von mindestens einer äußeren Oberfläche des elastischen Verbundmaterials (12); wobei das Material in der Z-Richtung um mindestens etwa 45 % zusammendrückbar ist bei einem Druck von etwa 2N/cm² (3 psi) bis auf eine Dicke von nicht weniger als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll).

2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei das elastische Verbundmaterial (12) in Z-Richtung um mindestens etwa 35 % zusammendrückbar ist, bei einem Druck von etwa 0,69N/cm (1 psi) bis auf eine Dicke von nicht weniger als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll).

3. Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei das elastische 7erbundmaterial (12) in Z-Richtung um mindestens etwa 35 % zusammendrückbar ist, unter einem Druck von etwa 0,69N/cm² (1 psi) bis auf eine Dicke von nicht weniger als etwa 0,9 mm (0,035 Zoll).

4. Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei das elastische 7erbundmaterial (12) in Z-Richtung um mindestens etwa 55 % zusammendrückbar ist, unter einem Druck von etwa 2N/cm² (3 psi) auf eine Dicke zwischen etwa 1 mm (0,04 Zoll) bis etwa 5,1 mm (0,2 Zoll).

5. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abziehfestigkeit des selbstklebenden Materials geringer ist als die Abziehfestigkeit der Schichten (14, 18, 20) des elastischen Verbundmaterials (12).

6. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das selbstklebende Material sich auf der in Falten legbaren Schicht (18, 20) befindet.

7. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich das selbstklebende Material auf der elastomeren Faserbahn (14) befindet.

8. Verbundmaterial nach Anspruch 6, wobei sich das selbstklebende Material nur an vorstehenden Bereichen der im in Falten legbaren Material (18, 20) vorhandenen Falten (22) befindet.

9. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das selbstklebende Material die Form eines zufällig verbreiteten Netzwerks von Heißschmelzkleber-Filamenten und -Fasern aufweist.

10. Verbundmaterial nach Anspruch 9, wobei das selbstklebende Material in einem semi-zykloiden Muster abgelegt ist.

11. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die in Falten legbare Schicht (18, 20) eine nichtgewebte Faserbann ist.

2. Verbundmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 1, wobei die elastomere, nichtgewebte Faserbahn (14) eine nichtgewebe Bahn aus elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern ist.

13. Verbundmaterial nach Anspruch 12, wobei die elastomeren schmelzgeblasenen Fasern schmelzgeblasene Mikrofasern enthalten.

14. Elastisches Verbundmaterial nach Anspruch 12, wobei die elastische, nichtgewebte Faserbahn (14) eine anisotrope, nichtgewebte Faserbahn ist, die eine im wesentlichen homogene Anordnung von schmelzgeblasenen Fasern aufweist, die im wesentlichen entlang einer der ebenen Dimensionen der Bahn ausgerichtet sind.

15. Verbundmaterial nach Anspruch 12, wobei die elastomere nichtgewebte Bahn (14) aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet ist aus einem elastomeren Polymer, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus elastomeren Polyestern, elastomeren Polyurethanen, elastomeren Polyamiden, elastomeren Copolymeren aus Äthylen und mindestens einen Vinylmonomer, und elastomeren A-B-A'-Block Copolymeren, wobei A und A' die gleichen oder unterschiedliche thermoplastische Polymere sind, und wobei B ein elastomerer Polymerblock ist.

16. Verbundmaterial nach Anspruch 15, wobei das elastomere Polymer mit einer Verarbeitungshilfe gemischt ist.

17. Verbundmaterial nach Anspruch 12, wobei die elastomeren, schmelzgeblasenen Fasern ferner eine Mischung aus elastomeren schmelzgeblasenen Fasern und einem oder mehreren anderen Materialien umfaßt, die ausgewählt wurden aus der Gruppe, die besteht aus Holzpulpe, Fasern vom Stapeltyp, Teilchen und superabsorbierenden Materialien.

18. Verbundmaterial nach Anspruch 17, wobei die Fasern vom Stapeltyp ausgewählt wurden aus der Gruppe, die besteht aus Polyesterfasern, Polyamidfasern, Glasfasern, Polyolefinasern, abgeleitete Zellulosefasern, Multikomponentfasern, natürlichen Fasern, absorbierenden Fasern, elektrisch leitfähigen Fasern oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Fasern.

19. Verbundmaterial nach Anspruch 17, wobei die Teilchenmaterialien ausgewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus Aktivkohle, Tonen, Stärken und Metalloxiden.

20. Verbundmaterial nach einem der Anspruche 1 bis 19, mit einem Flächengewicht zwischen etwa 40 bis etwa 400 g/m².

21. Verbundmaterial nach einem der Anspruche 1 bis 19, mit einem Flächengewicht zwischen etwa 100 bis etwa 250 g/m².

22. Selbstklebendes Produkt in der Form einer Umhüllung oder einer Bandage zur Verwendung in der Human- oder Veterinärmedizin, umfassend das elastische Verbundmaterial (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.

23. Selbstklebendes Produkt nach Anspruch 22, wobei das elastische Verbundmaterial (10) eine Dehnung bis zum Stop von mindestens etwa 25 % aufweist.

24. Selbstklebendes Produkt nach Anspruch 22, wobei das elastische Verbundmaterial (10) eine Dehnung bis zum Stop zwischen etwa 35 % bis etwa 400 % aufweist.