-
Diese
Erfindung betrifft einen Vlies-Stoff, welcher elastomere Eigenschaften
zeigt, obwohl er keine thermoplastischen Elastomere oder Gummi enthält. Genauer
gesagt, betrifft diese Erfindung einen Vlies-Stoff, welcher dehnbar
in einer Maschinenrichtung und/oder einer Querrichtung dazu ist,
ohne dass thermoplastische Elastomere oder Gummi eingesetzt werden.
Der Vlies-Stoff zeigt elastische Erholung sowohl in der Maschinenrichtung
als auch in der Querrichtung, wenn er bis zu etwa 30% gestreckt
wird. Das Material ist insbesondere geeignet für die Anwendung in absorbierenden
Hygieneartikeln, wie z. B. Windeln, Trainingshöschen (trainings pants) und
Inkontinenzkleidung für
Erwachsene.
-
Absorbierende
Hygieneartikel, wie z. B. sanitäre
Windeln, wegwerfbare Windeln, Inkontinenz-Hygieneeinlangen (incontinent-care
pads) und dergleichen sind weit verbreitet und vielerlei Anstrengungen
wurden unternommen, um die Effektivität und die Funktionalität dieser
Artikel zu verbessern. Dicke, flache Hygieneartikel der Vergangenheit,
welche nicht zur Form des menschlichen Körpers passen und nicht mit
den Bewegungen des Anwenders einhergehen, wurden größtenteils
ersetzt durch elastisch sich anpassende dreidimensionale körpergeformte
Artikel.
-
Vlies-Netze
sind definiert als Netze mit einer Struktur von individuellen Fasern
oder Fäden,
welche übereinandergelagert
sind, jedoch nicht in regelmäßiger oder
identifizierbarer Art und Weise, wie bei Maschenware. Vlies-Stoffe
können
ausgebildet werden durch vielerlei Prozesse, wie z. B. Schmelzblasen
(meltblowing)-Verfahren, Spun-Bonding-Prozesse und gebundene Faservliesprozesse.
Typischerweise werden die Fasern dieser Prozesse auf einem ausbildenden
Faden oder Riemen zur Ausbildung des Netzes abgeschieden. Wenn sie
nach der Ausbildung des Netzes einem Vernetzungsschritt unterzogen
werden, besteht für
das Vlies-Netz die Tendenz sich zusammenzuziehen. Zusammenziehen
des Vlies-Netzes wird als Nachteil angesehen, dahingehend, dass
es im allgemeinen in der Nichteinheitlichkeit des Netzes resultiert.
Siehe beispielsweise US-Patent 5,382,400 und US-Patent 5,418,045,
beide von Pike et al., welche ein Verfahren zum Herstellen von Vliespolymergeweben
lehren, worin kontinuierliche schmelzversponnene Multikomponenten-Polymerfilamente
eingearbeitet werden, bevor die kontinuierlichen Multikomponenten-Filamente
in ein Vlies-Netz umgearbeitet werden, was in einer substantiellen
Reduktion hinsichtlich des Schrumpfens und einem substantiell stabilen
und einheitlichen Vlies-Netz resultiert.
-
US-Patent
5,814,569 offenbart ein Vliesgewebe von überlegener uniaxialer Elastizität, umfassend Konjugat-Filamente,
welche jeweils einen konzentrischen Ummantelungskern-Typ darstellen.
-
Es
wird jedoch offensichtlich sein, dass Windeln, Trainingshöschen und
Inkontinenzbekleidung, bestehend aus substantiell stabilen, einheitlichen
Vlies-Netzen sich nicht an die Bewegung des Trägers anpassen wird, was den
Komfort und möglicherweise
die Funktionalität
dieser Artikel reduzieren wird. Bislang wurde, wie oben angedeutet,
dieses Problem adressiert durch elastisch anpassende dreidimensionale,
körpergeformte Artikel,
wie auch Artikel, welche elastische Fasern einsetzen.
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen netzartigen Vlies-Stoff zur
Verfügung
zu stellen, welche elastische Eigenschaften aufweist und einen netzartigen
Vlies-Stoff zur Verfügung
zu stellen, welche elastische Eigenschaften aufweist und welcher
keinerlei thermoplastische Elastomere oder Gummi einsetzt.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst
durch einen dehnbaren Vlies-Stoff, umfassend:
- – ein Vlies-Netz
umfassend eine Vielzahl von Zwei-Komponenten-Fasern umfassend einen
Polyester und ein zweites Polymer, wobei besagtes Vlies-Netz durch
ein Verfahren verbunden wurde, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Muster-Verknüpfung,
Punkt-Verknüpfung
und Kombinationen davon und anschließend erhitzt wurde,
- – wobei
besagter Polyester ein Polyester ist, welcher sich bei Erhitzung
zusammenzieht, und besagtes zweites Polymer ein Polymer ist, das
sich weniger als besagter Polyester beim Erhitzen zusammenzieht und
- – wobei
besagte Zwei-Komponenten-Fasern so konfiguriert sind, dass sowohl
besagte Polyester als auch besagtes zweites Polymer auf der Oberfläche von
besagten Fasern vorliegen.
-
Es
ist bevorzugt, dass besagter Polyester Polyethylenterephthalat ist.
-
Es
ist auch bevorzugt, dass besagte Zwei-Komponenten-Fasern konfiguriert
sind als eine von nebeneinander, polylobal und in einer tortenförmigen Anordnung.
-
Desweiteren
ist bevorzugt, dass besagtes Polyester in einem Bereich von ungefähr 20 Gew.-%
bis ungefähr
90 Gew.-% von besagten Zwei-Komponenten-Fasern umfasst.
-
Es
ist auch bevorzugt, dass besagter Polyester in einem Bereich von
ungefähr
40 Gew.-% bis ungefähr 65
Gew.-% von besagten Zwei-Komponenten-Fasern umfasst.
-
Desweiteren
ist es bevorzugt, dass besagte Zwei-Komponenten-Fasern spunbond
sind.
-
Desweiteren
ist es bevorzugt, dass besagtes zweites Polymer ein Polymer ist,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen und Polyamiden.
-
Mehr
bevorzugt ist besagtes zweites Polymer ist, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und Nylon.
-
Es
ist auch bevorzugt, dass besagte Zwei-Komponenten-Fasern spaltbar
sind.
-
Besagte
Aufgabe wird auch gelöst,
durch ein Verfahren zum Herstellen eines dehnbaren Vlies-Stoffes umfassend
die Schritte von:
- – Ausbilden eines Vlies-Netzes
unter Verwendung einer Vielzahl von Zwei-Komponenten-Fasern, wobei besagte Zwei-Komponenten-Fasern
einen Polyester und ein zweites Polymer umfassen, wobei der Polyester sich
zusammenzieht beim Erhitzen und das zweite Polymer sich nicht in
dem Maße,
wie das Polyester beim Erhitzten zusammenzieht, wobei besagte Zwei-Komponenten-Fasern
so konfiguriert sind, dass beide, besagter Polyester und besagtes
Polymer, auf der Oberfläche
von besagten Fasern vorliegen,
- – Verknüpfen besagten
Vlies-Netzes unter Verwendung eines Verfahrens ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Muster-Verknüpfen, Punkt-Verknüpfen und Kombinationen davon;
und
- – Erhitzen
besagten Vlies-Netzes resultierend in einem dehnbaren Vlies-Netz.
-
Es
ist bevorzugt, dass besagter Polyester Polyethylenterephthalat ist.
-
Es
ist auch bevorzugt, dass besagtes zweites Polymer ein Polymer ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen und Polyamiden.
-
Es
ist des weiteren bevorzugt, dass besagte Zwei-Komponenten-Fasern
spinngebunden (spunbond) sind.
-
Desweiteren
ist es bevorzugt, dass besagter Polyester in einer Größenordnung
von ungefähr
20 Gew.-% bis ungefähr
90 Gew.-% an besagten Zwei-Komponenten-Fasern umfasst.
-
Desweiteren
ist bevorzugt, dass besagter Polyester in einer Größenordnung
von ungefähr
40 Gew.-% bis ungefähr
65 Gew.-% an besagtem Zwei-Komponenten-Fasern umfasst.
-
Vorzugsweise
sind besagte Zwei-Komponenten-Fasern konfiguriert als eine von nebeneinander,
polylobal oder in einer tortenförmigen
Anordnung.
-
Desweiteren
ist besagtes Polyolefin ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen und Polypropylen. Es ist
auch bevorzugt, dass besagtes Polyamid Nylon ist.
-
Besagte
Aufgabe wird desweiteren gelöst,
durch einen Hygieneartikel, umfassend:
- – ein Vlies-Netz
umfassend eine Vielzahl von Zwei-Komponenten-Fasern umfassend einen
Polyester und ein zweites Polymer, wobei das Polymer sich zusammenzieht
beim Erhitzen und das zweite Polymer sich nicht in dem Maße wie der
Polyether beim Erhitzen zusammenzieht, wobei besagte Zwei-Komponenten-Fasern
so konfiguriert sind, dass sowohl besagter Polyester als auch besagtes
zweites Polymer auf der Oberfläche
von besagten Fasern vorliegen,
- – besagtes
Vlies-Netz verknüpft
wurde durch ein Verfahren ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Muster-Verknüpfung, Punkt-Verknüpfen und
Kombinationen davon und nach Ausbildung erhitzt worden ist.
-
Geeignete
Polyester zur Anwendung in dieser Erfindung sind irgendwelche Polyester,
welche sich beim Erhitzen zusammenziehen. In Übereinstimmung mit einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist der Polyester Polyethylenterephthalat (PET). Das zweite Polymer
ist eines, welches sich nicht in dem Maße beim Erhitzen zusammenzieht,
wie der Polyester, vorzugsweise ein Polyolefin oder Polyamid. Der
resultierende Vlies-Stoff
ist dehnbar bis zu ungefähr
30% seiner ursprünglichen
Länge in
der Maschinenrichtung und/oder der Querrichtung zur Maschinenrichtung.
Nach Entlastung gegen die Ausdehnungskraft zeigt der Vlies-Stoff elastische
Erholung sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der Querrichtung
und kehrt substantiell in seine ursprüngliche Dimension zurück. Abhängig vom
Polyester und dem zweiten Polymer, welche verwendet werden, um die
Fasern auszubilden, können
die Fasern so erzeugt werden, dass sie sich spalten.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Diese
und andere Aufgaben und Eigenschaften dieser Erfindung werden besser
verständlich
mit Hilfe der folgenden detaillierten Beschreibung, genommen im
Zusammenhang mit den Zeichnungen, wobei
-
1 ein
schematisches Diagramm des Prozessablaufes zum Herstellen eines
dehnbaren Vlies-Stoffes in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung ist; und
-
2 eine
Tabelle ist, welche die Ergebnisse zeigt, die mit Materialien, erzeugt
in Übereinstimmung mit
dem Verfahren dieser Erfindung, erhalten wurden.
-
Die
Bezeichnung „dehnbar" wird hier verwendet,
so dass sie jedes Material bezeichnen soll, welches nach Anwendung
von Ausdehnungskraft elongierbar ist, bis zu einer gestreckten Ausdehnungslänge und
welches zumindest 50% seiner Elongation zurückbilden wird, nach Entlastung
gegenüber
der streckenden, elongierenden Kraft. Ein hypothetisches Beispiel
würde ein
(1) Inch Probenmaterial darstellen, welches auf zumindest 3,81 cm
(1,50 Inch) (50% Elongation) ausdehnbar ist, und welches, nachdem
es auf 3,18 cm (1,50 Inch) ausgedehnt worden ist und entlastet worden
ist, zu einer Länge
von nicht mehr als 3,175 cm (1,25) (50% Rückbildung) Inch zurückkehren
wird.
-
Wie
hier verwendet, bedeutet die Bezeichnung „Vlies-Netz" oder „Vlies-Stoff" ein Netz mit einer
Struktur von individuellen Fasern oder ein Netz mit einer Struktur
von individuellen Fasern oder Fäden,
welche übereinandergelegt
sind, jedoch nicht in einer regulären oder identifizierbaren
Art und Weise, wie dies in Maschenware und Filmen, welche fibrilliert
worden sind, der Fall ist. Vlies-Netz oder Vlies-Stoffe wurden ausgebildet aus
vielerlei Prozessen, wie z. B. Schmelzblasprozessen, Spunbondprozessen
oder gebundenen Faservliesprozessen. Das Basisgewicht des Vlies-Netzes
oder Vlies-Stoffes wird üblicherweise
in Unzen an Material pro Quadratyard (osy) oder Gramm pro Quatratmeter
(gsm) angegeben und die verwendbaren Faserdurchmesser werden üblicherweise
in Mikrometern ausgedrückt.
(Man beachte, dass zum Umrechnen von osy nach gsm osy um 33,91 multipliziert
werden muss).
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung „spinngebundende (spunbond)
Fasern" auf Fasern mit
kleinen Durchmessern, welche durch Extrudieren von geschmolzenen
thermoplastischen Materialien, wie z. B. Filamenten aus einer Vielzahl
von feinen üblicherweise
zirkularen Kapillaren einer Spinndüse ausgebildet werden mit einem
Durchmesser der extrudierten Filamente der dann schnell reduziert
wird, wie beispielsweise gelehrt wird von US-Patent 3,802,817 von
Appel et al., US-Patent 3,692,618 von Dorschner et al., US-Patent 3,802,817
von Matsuki et al., US-Patent 3,338,992 und US-Patent 3,341,394
von Kinney, U.S. 3,502,763 von Hartmann, US-Patent 3,502,538 von Levy und US-Patent
3,542,615 von Dobo et al.. Spinngebundene Fasern werden abgeschreckt
und sind im allgemeinen nicht klebrig, wenn sie auf einer einsammelnden
Oberfläche abgeschieden
werden. Spinngebundene Fasern sind üblicherweise kontinuierlich
und weisen durchschnittliche Durchmesser von mehr als 7 Mikrometer,
genauer gesagt, zwischen ungefähr
10 und 35 Mikrometern auf.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung „schmelzgeblasene Fasern" auf Fasern, welche ausgebildet
werden durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials
durch eine Vielzahl von feinen, üblicherweise
zirkularen Blaskopfkapillaren als geschmolzene Fäden oder Filamente in zusammenlaufenden
Hochgeschwindigkeitsgasströmen
(beispielsweise Luftströme),
welche die Filamente des geschmolzenen thermoplastischen Materials
verdünnen,
um den Durchmesser zu reduzieren, welcher bis hin zu Mikrofaserdurchmesser
sein kann. Anschließend
werden die schmelzgeblasenen Fasern durch die Hochgeschwindigkeitsgasströme transportiert
und auf einer einsammelnden Oberfläche abgeschieden, um ein Netz von
zufällig
verteilten schmelzgeblasenen Fasern auszubilden. Solch ein Verfahren
wird beispielsweise offenbart vom US-Patent 3,849,241 von Butin.
Schmelzgeblasene Fasern sind Mikrofasern, welche kontinuierlich oder
diskontinuierlich sein können,
im allgemeinen kleiner als 10 Mikrometer im durchschnittlichen Durchmesser
sind und im allgemeinen klebrig sind, wenn sie auf einer einsammelnden
Oberfläche
abgeschieden werden.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich die Bezeichnung „gebundenes Faservlies (bonded
carded web)" auf Netze,
welche aus Stapelfasern bestehen, welche durch eine kombinierende
und kardierende Einheit geschickt werden, welche die Stapelfasern
auseinanderbricht und in Maschinenrichtung ausrichtet, um ein in
erster Linie in Maschinenrichtung orientiertes fasriges Vliesnetz
zu erzeugen. Solche Fasern werden üblicherweise in Bündeln verkauft,
welche in einem Pflücker
platziert werden, welcher die Faser vor der Kardierungseinheit voneinander
trennt. Sobald das Netz ausgebildet ist, wird es durch ein oder
mehrere der verschiedenen bekannten Knüpfungsverfahren verknüpft.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Mikrofasern" auf Fasern von kleinem
Durchmesser mit einem durchschnittlichen Durchmesser von nicht mehr
als 75 Mikrometer, beispielsweise mit einem durchschnittlichen Durchmesser
von ungefähr
0,5 Mikrometer bis ungefähr
50 Mikrometer oder mehr bevorzugt mit einem durchschnittlichen Durchmesser
von ungefähr
2 Mikrometer bis ungefähr
14 Mikrometer. Ein weiterer häufig
verwendeter Begriff in bezug auf den Faserdurchmesser ist der Denier,
welcher als Gramm pro 9000 m als Faser definiert ist und berechnet
werden kann als Faserdurchmesser in Mikrometer, quadriert, multipliziert mit
der Dichte in g/cc multipliziert mit 0,00707. Ein niedriger Denier
bezeichnet eine feinere Faser und ein hoher Denier bezeichnete eine
dickere oder schwerere Faser. Beispielsweise kann ein Durchmesser
einer Polypropylenfaser angegeben mit 15 Mikrometer in einen Denier
umgewandelt werden durch Quadrieren, Multiplizieren der Ergebnisse
um 0,89 g/cc und Multiplizieren um 0,00707. Folglich weist eine
15 Mikrometer große
Polypropylenfaser einen Denier von 1,42 auf. Außerhalb der Vereinigten Staaten
ist die Feinheit der Messung üblicherweise
eher das „tex", welches als Gramm/km
an Faser definiert ist. Tex kann berechnet werden als Denier/9.
-
Wie
hier verwendet, schließt
der Begriff „Polymer" im allgemeinen,
jedoch nicht ausschließlich,
Homopolymere, Copolymere, wie z. B. block-, Graft-, Zufalls- und
alternierende Copolymere, Terpolymere etc. sowie Mischungen und
Modifikationen davon. Desweiteren, soweit nichts andersartig spezifisch
Limitierendes angegeben wird, schließt der Begriff „Polymer" auch alle mögliche geometrische
Konfigurationen des Materials ein. Diese Konfigurationen schließen ein,
sind jedoch nicht limitert auf isotaktische, symbiotaktische, ataktische und
zufällige
Symmetrien.
-
Wie
hier verwendet, spezifiziert der Begriff „Hygieneartikel" wegwerfbare Windeln,
Trainingshöschen, absorbierende
Unterhöschen
und weibliche Hygieneprodukte.
-
Wie
hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Zwei-Komponenten-Fasern" auf Fasern, welche
aus zumindest zwei Polymeren extrudiert von unterschiedlichen Extrudern
ausgebildet wurden, jedoch gemeinsam versponnen worden sind, um
eine Faser auszubilden. Zwei-Komponenten-Fasern werden manchmal
als Konjugatfasern oder Multikomponenten-Fasern bezeichnet. Die
Polymere werden in substantiell konstant positionierten unterschiedlichen
Zonen über
die Querschnitte der Zwei-Komponenten-Fasern positioniert und erstrecken sich
kontinuierlich entlang der Länge
der Zwei-Komponenten-Fasern.
Die Konfiguration solcher Zwei-Komponenten-Fasern kann beispielsweise
eine Hüllen/Kern-Anordnung
sein, wobei ein Polymer durch ein anderes umgeben wird, oder eine
Nebeneinanderanordnung (side by side) sein, eine tortenförmige Anordnung
oder eine „Inseln
im Meer"-Anordnung.
Zwei-Komponenten-Fasern
werden gelehrt von US-Patent 5,108,820 von Kaneko et al., US-Patent
4,795,668 von Krueger et al., US-Patent 5,540,992 von Marcher et
al. und US-Patent 5,336,552 von Strack et al. Zwei-Komponenten-Fasern
werden auch gelehrt von US-Patent 5,382,400
von Pike et al. Für
Zwei-Komponenten-Fasern können
die Polymere in Verhältnissen
von 75/25, 50/50, 25/50 oder irgendeinem gewünschten Verhältnis vorliegen.
-
Wie
hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Maschinenrichtung" oder „MD" (machine direction)
die Länge
eines Produktes, in der Richtung, in welcher es produziert wird.
Die Bezeichnung „Quer-Maschinenrichtung" oder „CD" (cross machine direction)
bezeichnet die Breite des Produktes, welches eine Richtung ist,
die im allgemeinen senkrecht zu der MD liegt.
-
Wie
hier verwendet, schließt
der Begriff „bestehend
essentiell aus" nicht
das Vorliegen zusätzlicher Materialien
aus, welche nicht signifikant die gewünschten Charakteristiken einer
gegebenen Zusammensetzung oder eines gegebenen Produktes beeinträchtigen.
Exemplarische Materialien dieser Art würden ohne Einschränkung einschließen: Pigmente,
Antioxidantien, Stabilisatoren, Tenside, Wachse, Vliespromotoren,
Lösungsmittel,
Partikel und Materialien, welche hinzugesetzt werden, um die Verarbeitbarkeit
der Zusammensetzung zu verbessern.
-
Die
Erfindung, wie hier offenbart, betrifft einen Vlies-Stoff, welcher
elastomere Eigenschaften zeigt, obwohl er keine thermoplastischen
Elastomere oder Gummi enthält.
Das Material umfasst einen Vlies-Stoff bestehend aus Zwei-Komponenten-Fasern
enthaltend einen Polyester und ein zweites Polymer, wie z. B. Polyethylen.
Wenn das Netz Muster-verknüpft
oder Punkt-verknüpft
ist, und einem Erhitzungsprozess ausgesetzt wird, nachdem es verknüpft worden
ist, zieht es sich zusammen, was in einem Vlies-Stoff resultiert,
welcher elastische Rückbildung
sowohl in der Maschinenrichtung als auch in der senkrechten Richtung
dazu zeigt, wenn er bis zu ungefähr
30% gestreckt wird. Das nicht-verknüpfte Netz wird vorzugsweise
auf eine Temperatur von zumindest ungefähr 104,4°C (220°F) erhitzt. Die Stärke des
Steckens sowie der Rückbildung
ist einstellbar durch Variieren der „Zusammenzieh"-Temperatur und/oder
der Verknüpfungsfläche und/oder
des Polyesteranteils. Darüber
hinaus erhöht
sich die Stärke
des Schrumpfens, wenn sich das Basisgewicht des Vliesnetzes erhöht.
-
1 ist
ein schematisches Diagramm eines Prozessablaufes zum Herstellen
eines dehnbaren Vlies-Stoffes in Übereinstimmung mit dieser Erfindung.
Der Prozessablauf 10 ist angeordnet, so dass kontinuierliche
Zweikomponentenfilamente erzeugt werden. Der Prozessablauf 10 enthält ein Paar
von Extrudern 12a und 12b zum separaten Extrudieren
einer Polymerkomponente A, eines Polyesters im vorliegenden Fall,
und einer Polymerkomponente B, beispielsweise einem Olefin. Polymer
A wird in den entsprechenden Extrudern 12a eingefüllt, von
einem ersten Springer 14a, und Polymerkomponente B wird
in den entsprechenden Extruder 12b von einem zweiten Springer 14b eingefüllt. Polymerkomponenten
A und B werden von den Extrudern 12a und 12b durch
die entsprechenden Polymerleitungen 16a und 16b zu
einem Spinneret 18 geleitet. Spinnerete sind den Fachleuten
auf dem Gebiet wohlbekannt und werden folglich hier nicht im Detail
beschrieben. Im allgemeinen enthält
das Spinneret 18 ein Gehäuse mit einer Spinneinheit,
welche eine Vielzahl von Platten enthält, welche übereinandergestapelt sind,
mit einem Muster von Öffnungen
angeordnet, so dass Vliespfade zum separaten Lenken von Polymer
A und B durch das Spinneret erzeugt werden. Das Spinneret 18 weist Öffnungen,
angeordnet in einer oder mehreren Reihen auf. Die Spinneretöffnungen
bilden einen sich nach unten ausdehnenden Vorhang von Filamenten
aus, wenn die Polymere durch das Spinneret extrudiert werden. Für Zwecke
der Erfindung wird das Spinneret 18 so angeordnet, dass
Zwei-Komponenten-Fasern ausgebildet werden, wobei sowohl Polymer
A als auch Polymer B als einem Teil der Oberfläche davon abgeschieden werden. Solche
Zwei-Komponenten-Fasern schließen
Nebeneinander-Anordnungen, Tortenanordnungen und polylobale Anordnungen
ein, in welcher zumindest eines der Polymere einen Teil der Läppchen ausbildet,
wobei die Läppchen
in einem Abstand voneinander angeordnet sind und das zweite Polymer
zentral verteilt wird und zumindest ein Teil der Oberfläche in der
Fläche
zwischen den Läppchen
zu sehen ist.
-
Der
Prozessablauf 10 enthält
auch ein Quenchgebläse 20 angeordnet,
benachbart zur Form von Filamenten, welche sich von dem Spinneret 18 ausdehnen.
Luft von dem Quench-Luftgebläse 20 quencht
die Filamente, die sich vom Spinneret 18 ausdehnen. Eine
Faserzug-Einheit oder ein Aspirator 22 ist unterhalb des Spinnerets 18 angeordnet
und nimmt die gequenchten Filamente auf. Faserzugeinheiten oder
Aspiratoren zur Anwendung von Schmelz-gesponnenen Polymeren sind
den Fachleuten auf dem Gebiet wohl bekannt. Geeignete Faserzugeinheiten
zur Anwendung in diesem Prozess schließen einen linearen Faseraspirator
des Typs, dargestellt im US-Patent 3,802,817 und eduktive Rohre
(guns) des Typs, dargestellt in US-Patenten 3,692,618 und 3,423,266
ein.
-
Allgemein
beschrieben, schließt
die Faserzugeinheit einen elongierten, vertikalen Durchtritt ein,
durch welchen die Filamente gezogen werden, befeuchtende Luft, wie
von den Seiten des Durchtritts eindringt und nach unten durch den
Durchtritt fließt.
Der Erhitzer 24 versorgt die heiße befeuchtete Luft der Faserzugeinheit 22.
Die heiße
befeuchtete Luft zieht die Filamente und die befeuchtete Luft durch
die Faserzugeinheit 22.
-
Eine
endlose punktierte ausbildende Oberfläche 26 wird unterhalb
der Faserzugeinheit positioniert und nimmt die kontinuierlichen
Filamente von der Auslassöffnung
der Faserzugeinheit 22 auf. Die ausbildende Oberfläche 26 läuft um Führungswalzen 28.
Ein Vakuum 30 positioniert unterhalb der ausbildenden Oberfläche 26,
wo die Filamente abgeschieden werden, zieht die Filamente an die
ausbildende Oberfläche
an.
-
Der
Prozessablauf 10 umfasst des weiteren eine Kompressionswalze 32,
welche, zusammen mit den am weitesten vorne gelegenen Führungswalzen 28,
das Netz, wie es von der ausbildenden Oberfläche 26 abgezogen wird,
aufnimmt. Darüber
hinaus umfasst der Prozessablauf 10 des weiteren einen
Verknüpfungsapparat,
wie z. B. zum Muster-Verknüpfen oder
zum thermalen Punkt-Verknüpfen, 34.
-
Das
thermale Punktverknüpfen
involviert das Passieren einer Faser oder eines Netzes von Fasern, welche
verknüpft
werden sollen, zwischen einer erhitzten Kalandar-Walze und einer
Amboss-Walze. Die Kalandar-Walze wird üblicherweise, jedoch nicht
immer, in irgendeiner Art und Weise gemustert, so dass das gesamte
Produkt nicht über
die gesamte Oberfläche
verknüpft
wird. Als ein Ergebnis wurden verschiedene Muster für Kalandar-Walzen
entwickelt aus funktionellen, wie auch aus ästhetischen Gründen. Ein
Beispiel eines Musters weist Punkte auf und ist das Hansen-Pennings- „H&P"-Muster mit ungefähr 30% Verknüpfungsfläche mit
ungefähr
200 Verknüpfungen/6,54
cm2 (Quadratinch) und wird in US-Patent
Nr. 3,855,046 von Hansen and Pennings gelehrt. Das H&P-Muster weist
Quadratpunkte oder PIN-Verknüpfungsflächen auf,
wobei jedes PIN eine Seitendimension von 0,038 Inch (0,965 mm),
eine Ausdehnung von 0,070 Inch (1,778 mm) zwischen den PINs und
eine Tiefe der Verknüpfung
von 0,023 Inch (0,584 mm) aufweist. Das resultierende Muster weist
eine verknüpfte
Fläche
von ungefähr
29,5% auf. Ein weiteres typisches Punktverknüpfungsmuster ist das erweiterte Hansen- und- Pennings- oder „EHP" (expanded Hansen
and Pennings) Verknüpfungsmuster,
welches eine 15%ige Verknüpfungsfläche erzeugt
mit einem quadratischen PIN mit einer Seitendimension von 0,037
Inch (0,94 mm), einer PIN-Ausdehnung von 0,097 Inch (2,464 mm) und
einer Tiefe von 0,039 Inch (0,001 mm). Ein weiteres typisches Punkt-Bindungsmuster mit
dem Namen „714" weist quadratische
PIN-Verknüpfungsflächen auf,
wobei jedes PIN eine Seitendimension von 0,584 mm (0,023 Inch),
eine Ausdehnung von 0,062 Inch (1,575 mm) zwischen den PINs und
eine Tiefe der Verknüpfung
von 0,033 Inch (0,838 mm) aufweist. Das resultierende Muster weist
eine Verknüpfungsfläche von
ungefähr
15% auf. Ein noch anderes allgemeines Muster ist das C-Star-Muster,
welches eine Verknüpfungsfläche von
ungefähr
16,9% aufweist. Das C-Star-Muster weist
eine in senkrechter Orientierung gelegene Querstreifung oder ein „Cordsamt"-Design auf unterbrochen von
Shooting-Stars. Andere übliche
Muster schließen
Diamanten-Muster mit sich wiederholenden und leicht unausgefüllten Diamanten
auf und ein elektromagnetisches Wellenmuster, das so aussieht, wie
der Name nahelegt, beispielsweise wie ein Bildschirm.
-
Unterhalb
der thermalen Punktverknüpfungswalze 34 ist
ein Heißluftmesser 36 oder
ein weiterer erhitzender Prozess, wie z. B. ein Ofen, um das Netz
auf eine gewünschte
Temperatur zu erhitzen. Ein konventionelles Heißluftmesser schließt ein Mandrel
mit einem Schlitz ein, welcher einen Strom von heißer Luft
auf die Vliesnetzoberfläche
bläst.
Solche Heißluftmesser
werden beispielsweise gelehrt von US-Patent Nr. 4,567,796 von Kloehn
et al. Alternativ kann das Material gereinigt werden, gewaschen
und getrocknet bei erhöhten
Temperaturen, um das gewünschte
Zusammenziehen zu erhalten.
-
Wie
zuvor angegeben, umfasst das Vliesnetz, hergestellt, um den Vliesstoff
in der Erfindung zu erzeugen, eine Vielzahl von Zwei-Komponenten-Fasern
enthaltend ein Polyester und ein zweites Polymer, wie z. B. Polyethylen.
Obwohl irgendein Polyester, welche beim Erhitzen sich zusammenzieht,
verwendet werden kann, ist in Übereinstimmung
mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Polyester Polyethylenterephthalat.
Das zweite Polymer umfassend die Zwei-Komponenten-Fasern ist ein Polymer,
ausgewählt
aus einer Gruppe bestehend aus Polyolefinen und Polyamiden. Speziell
bevorzugte Polyolefine sind Polyethylene und Polypropylene. Geeignete
Polyamide schließen
ein, sind jedoch nicht limitiert auf Nylon 6, Nylon 6/6, Nylon 10, Nylon
12 u. dgl.
-
Abhängig von
der Auswahl des Polyesters und des zweiten verwendeten Polymers,
um Zwei-Komponenten-Fasern auszubilden, können die Fasern splicebar gemacht
werden, wodurch die Weichheit des Vlies-Stoffs, welcher aus ihnen
produziert wird, erhöht
wird. Diese Fasern können
durch irgendeine Vielzahl von mechanischen thermalen und chemischen
Mitteln gesplittet werden. Obwohl das Splitten der Zwei-Komponenten-Fasern nicht für das Zusammenziehen
des Vliesnetzes während
der Ausbildung und für
die elastomere Rückbildung
des ausgebildeten Vliesnetzes notwendig ist, kann sie die elastomere
Charakteristik des Materials verbessern.
-
In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Zwei-Komponenten-Faser in einen Bereich
von ungefähr
40 Gew.-% bis ungefähr
90 Gew.-% an Polyester (PET). In Übereinstimmung mit einer besonders
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst das Zweikomponentenfilament in einem Bereich
von ungefähr
55 Gew.-% bis ungefähr
65 Gew.-% an Polyester. Der dehnbare Vlies-Stoff der Erfindung umfasst in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
dieser Erfindung Zwei-Komponenten-Fasern, welche durch einen verknüpften Faservliesprozess
erzeugt werden. In Übereinstimmung
mit einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Zweikomponenten-Filamente,
welche verwendet werden, um das Vliesnetz zu erzeugen, spinngebunden.
-
Beispiele
-
2 ist
eine Zusammenfassung von Daten gesammelt in Verbindung mit dehnbaren
Vlies-Stoffen, erzeugt in Übereinstimmung
mit dem Verfahren dieser Erfindung. Daten sind dargestellt für fünf Beispielmaterialien
erzeugt von den Nebeneinander-Zwei-Komponenten-Fasern von PET und niedriglinear
dichtem Polyethylen (low linear density polyethylende), dargestellt
mit den Probennummern 1 bis 5. Zwei Sätze von Daten sind dargestellt
für jedes
Beispiel – Maschinenrichtung-
(MD) Streckbarkeit und senkrechte Richtung- (CD) Streckbarkeit.
Prozessbedingungen zur Herstellung dieser Beispiele waren wie folgt:
| Polymere: | |
| PET
= | Ticona
EKX-183 |
| LLDEP
= | Dow
6811A |
| HDPE
= | Dow
25455 |
| Lochdurchmesser
= | 0,6
mm |
| Durchsatz
= | 0,6
ghm |
| Schmelztemperatur
= | 525° |
| Quench
Lufttemperatur = | (61°F) 16,1°C |
| Polymerverhältnis = | 50/50
(pro Volumen) oder 59/41 PET/PE pro Gewicht) |
| Verknüpfungsmuster
= | siehe
Beispiele (5% und 10% Spiralen, und HP). |
-
Daten
für ein
16 Stück
splicebares tortenförmig
angeordnetes Zwei-Komponenten-Faser-Vliesnetz, Beispiel
6, werden auch dargestellt. In diesem Fall wurden die Zwei-Komponenten-Fasern
aus PET und hochdichtem Polyethylen (HDPE) hergestellt.