AT515736B1 - Farbige Fasermischungen und deren Verwendung - Google Patents

Abstract

Diese Erfindung betrifft funktionelle Mischungen aus Lyocell-Fasern und spinngefärbten Viskosefasern mit eingebundenen, von FDA zugelassenen Pigmenten. Insbesondere können sehr homogene Vliesstoff-Fasermischungen hergestellt werden. Die spinngefärbten Viskosefasern enthalten von FDA zugelassene Pigmente wie Vat Blue 1, Pigment Red 170, Red 121, Yellow 83, Vialet 23, Yellow 1, Yellow 110, Yellow 3, Yellow 74, Red 146, Red 2, Blue 15:3, Blue 15, Green 7, Black 7, Red 254. Diese Fasern erfüllen die Anforderungen des Europäischen Arzneibuchs gemäß Norm 01/2008:0034 (Version 6.0). Die Lyocell-Fasern können beispielsweise Wirkstoffe wie ZnO oder Silber enthalten, um für eine antibakterielle Funktion zu sorgen. Die erfindungsgemäßen Fasermischungen können für Wischtücher (lntimpflege, Gesicht, Baby, Reinigung), Gesichtsmasken, für Topsheets (Hüllvliese) und "Acquisition and Distribution Layer"-Teile (Aufnahme- und Verteilungslagenteile) von Hygieneprodukten für Frauen, Babywindeln und Inkontinenzprodukte verwendet werden. Diese Fasermischungen ermöglichen ein hervorragendes Lotion-Management.

Description

Beschreibung

FARBIGE FASERMISCHUNGEN UND DEREN VERWENDUNG

[0001] Diese Erfindung betrifft funktionelle Mischungen aus Lyocell-Fasern und spinngefärbten Viskosefasern mit eingebundenen, von FDA zugelassenen Pigmenten und die Verwendung derartiger Fasermischungen. Insbesondere können sehr homogene Vliesstoff-Fasermischungen hergestellt werden.

[0002] Die spinngefärbten Viskosefasern enthalten von FDA zugelassene Pigmente wie Vat Blue 1, Pigment Red 170, Red 121, Yellow 83, Violet 23, Yellow 1, Yellow 110, Yellow 3, Yellow 74, Red 146, Red 2, Blue 15:3, Blue 15, Green 7, Black 7, Red 254. Diese Fasern erfüllen die Anforderungen des Europäischen Arzneibuchs gemäß Norm 01/2008:0034 (Version 6.0). Die Lyocell-Fasern können beispielsweise Wirkstoffe wie ZnO oder Silber enthalten, um für eine antibakterielle Funktion zu sorgen.

[0003] Die erfindungsgemäßen Fasermischungen können für Wischtücher (Intimpflege, Gesicht, Baby, Reinigung), Gesichtsmasken, für Topsheets (Hüllvliese) und "Acquisition and Distribution Layer"-Teile (Aufnahme- und Verteilungslagenteile) von Hygieneprodukten für Frauen, Babywindeln und Inkontinenzprodukte verwendet werden. Diese Fasermischungen ermöglichen ein hervorragendes Lotion-Management.

STAND DER TECHNIK

[0004] Derzeit erhältliche farbige Vliesstoff-Feuchtwischtücher setzen sich häufig aus Mischungen aus spinngefärbter Viskose und farblosen synthetischen Fasern zusammen, wobei die synthetischen Fasern zumeist Polyester, Polypropylen und/oder synthetische Bikomponentenfasern sind. Die cellulosische Komponente sorgt für die gute Flüssigkeitssaugfähigkeit, während die Polyesterkomponente für die erforderliche Wischtuchfestigkeit sorgt.

[0005] Die WO 2014/040098 AI beschreibt spinngefärbte Regeneratcellulosefasern und deren Verwendung in textilen Flächengebilden, aber auch Vliesen. Auch die Kombination mit anderen Fasern (z.B. Weißgarn; Lyocell-Fasern) und Melange-Effekte wird diskutiert.

[0006] Rauchenzauner („Neue Entwicklungen bei spinngefärbten Viskosefasern“, Lenzinger Berichte Bd. 53, 1982, Seiten 14 -17) erörtert verschiedene Aspekte spinngefärbter Viskosefasern. Unter anderem wird die Mischung mit anderen Faserarten erörtert.

[0007] Der Artikel “Mechanical bonding” in S.J. Russell (Ed.), “Handbook of Nonwovens”, 2007, S 255, beschreibt Fasermischungen (spinngefärbte Viskosefasern und u.a. Lyocellfasern) für Haushaltswischtücher und Poliertücher.

[0008] J. Knoglinger et al., „Modifizierte Cellulosefasern, deren Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten“, Lenzinger Berichte Bd. 75, 1996, S 33 - 35, erörtert u.a. spinngefärbte Viskose als Rohstoff für Wischtücher. Viskosefasern können mit anderen Cellulosederivaten veredelt werden und mittels Vernadelungstechnik zu Windeln, Wischtüchern verarbeitet werden.

[0009] Avinash P. Manian et al. “Mass coloration of regenerated cellulosics. - A review”, Lenzinger Berichte Bd. 85, 2006, Seiten 87 - 90, beschreibt verschiedene Färbetechniken von Cellulosics und damit verbundene Probleme.

PROBLEM

[0010] In Bezug auf den Zweck derartiger farbiger Feuchtwischtücher weisen die derzeitig erhältlichen Produkte einige erhebliche Nachteile auf: Die negative Eigenschaft derartiger Mischungen ist, dass die angewandten Pigmente nicht den FDA-Bestimmungen entsprechen und daher im Allgemeinen nicht für Hygienezwecke verwendet werden könnten; insbesondere nicht für Hygiene-Feuchtwischtücher, Babywischtücher, Sanitärprodukte und Gesichtsmasken.

[0011] Ein anderer erheblicher Nachteil ist, dass das Mischen der Viskose und der synthetischen Fasern nicht zu einer idealen homogenen Mischung aus beiden Fasertypen führt. Dieser Effekt wäre für Mischungen, bei denen sowohl die Viskose als auch die synthetischen Fasern dieselbe Farbe aufweisen oder farblos sind, nicht von Relevanz, wobei, wenn jedoch nur eine dieser Faserkomponenten farbig ist, die Inhomogenitäten offensichtlich sind. Dieser Effekt wird von Kunden nicht geschätzt.

[0012] In Anbetracht dieser Nachteile war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mischungen aus spinngefärbten cellulosischen Fasern und farblosen Fasern bereitzustellen, die sich für die Herstellung von Vliesstoff-Feuchtwischtüchern eignen, welche eine ausreichend hohe Wischtuchfestigkeit sowie ein homogenes farbliches Erscheinungsbild aufweisen.

[0013] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war, Mischungen aus spinngefärbten cellulosischen Fasern und farblosen Fasern bereitzustellen, welche sich zur Verwendung in Hygieneartikeln, beispielsweise in Hygieneanwendungen für Frauen, Hygiene-Feuchtwischtüchern, Babywischtüchern, Sanitärprodukten und Gesichtsmasken, eignen, welche allesamt die Einhaltung der FDA-Bestimmungen voraussetzen.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0014] Die vorliegende Erfindung umfasst, dem aus Lyocell und spinngefärbter Viskose hergestellten farbigen Feuchtwischtuch eine Funktion zu verleihen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung soll der Begriff "spinngefärbte Viskose" entsprechende Fasern umfassen, die gemäß dem Modal-Verfahren gesponnen werden. Er soll auch entsprechende Fasern umfassen, die gemäß einem modifizierten Modal-Verfahren mit H2O2 als Bleichmittel gesponnen werden.

[0015] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fasermischung zur Verwendung in Vliesstoff-Produkten für Hygieneanwendungen bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass sie spinngefärbte Viskosefasern und farblose Lyocellfasern enthält.

[0016] Bei der erfindungsgemäßen Fasermischung beträgt das Gewichtsverhältnis von spinngefärbten Viskosefasern und Lyocellfasern zwischen 10:90 und 90:10, vorzugsweise zwischen 30:70 und 70:30 und insbesondere zwischen 40:60 und 60:40.

[0017] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fasernmischung erfüllen die zum Spinnfärben verwendeten Pigmente die Anforderungen der geltenden FDA-Spezifikationen.

[0018] Verschiedene Viskosefasern können in Wischtüchern in verschiedenen Mischungsverhältnissen gemischt sein, beginnend von 10 bis 90% in den Zwei-, Drei- oder Vier-Komponen-ten-Wischtüchern. Für ein gutes Leistungsverhalten des Produkts liegt das geeignetste Mischungsverhältnis zwischen 30-50% spinngefärbte Viskose und 50-70% Lyocellkomponente.

[0019] In der Mischung können verschiedene Lyocell-Fasern verwendet werden, mit einer Feinheit von 1 dtex bis 15 dtex. Die Schnittlänge der Fasern kann von 6 mm bis 50 mm variieren. Für farbige Wischtücher sind die bevorzugten Fasereigenschaften 1,3 bis 1,7 dtex Feinheit und 38 mm to 50 mm Faserlänge.

[0020] Für Babywischtücher, Kosmetikpads und Haushalts-Wischtücher beträgt die geeignetste Feinheit der Lyocellfasern zwischen 1,3 und 1,7 dtex und die Faserschnittlänge zwischen 30 und 50 mm. Für Hygiene-Feuchtwischtücher und wegspülbare Wischtücher sind eine Faserfeinheit der Lyocellfasern zwischen 1,3 und 1,7 dtex und eine Faserschnittlänge zwischen 6-10 mm am geeignetsten. Die bevorzugten Eigenschaften von spinngefärbten Viskosefasern sind für alle Anwendungen eine Faserfeinheit von 1,3 bis 1,7 dtex und eine Faserlänge von 38 bis 50 mm.

[0021] Die erfindungsgemäßen farbigen Wischtuchmischungen eignen sich für Babywischtücher, Gesichtsreinigungstücher, Wischtücher für die Intimpflege, Haushaltswischtücher, Sanitärprodukte und Gesichtsmasken.

[0022] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Verwendung der in diesem

Dokument beschriebenen Fasermischungen für die Hersteiiung von Viiesstoff-Produkten für Hygieneanwendungen bereitzusteiien. insbesondere sind diese Viiesstoff-Produkte für Hygieneanwendungen - unter anderem - Feuchtwischtücher, Hygiene-Feuchtwischtücher, wegspüi-bare Wischtücher, Gesichtsmasken, Topsheets (Hüiiviiese), Babywindein, Damenbinden, Siip-einiagen und inkontinenzprodukte.

[0023] Zu Vorteiien der erfindungsgemäßen Fasermischungen zähien insbesondere: [0024] · Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Fasermischungen ermögiicht die überra gende Verarbeitbarkeit der gemischten Fasern auf der Viiesstoff-Aniage den Betrieb mit voiier Leistung, da die ceiiuiosischen Fasern wesentiich besser aneinander haften ais Mischungen aus ceiiuiosischen mit synthetischen Fasern. Daher ist durch Verwendung von Lyoceiifasern an Steiie von synthetischen Fasern in der Fasermischung die Festigkeit des entstehenden Viiesstoffes erhebiich höher, was eine bessere Verarbeitbarkeit, beispieisweise in den Spuniace-Maschinen, zur Foige hat.

[0025] · Bei farbigen Wischtüchern, die aus erfindungsgemäßen Fasermischungen hergesteiit werden, ist die farbige Faserkomponente in derfarbiosen Fasermatrix weit gieichmä-ßiger verteiit.

[0026] · in der spinngefärbten Viskose sind die Pigmente voiiständig und homogen in die

Faserstruktur eingebunden; daher werden die Produktionsaniagen für die Viiesstoffe nicht durch Pigmentstaub verunreinigt.

[0027] · Topsheets (Hüiiviiese), die mitteis der erfindungsgemäßen Fasermischungen herge steiit werden, ermögiichen einen besseren Komfort für Frauen und Babyhaut und fördern somit eine gesündere Haut.

[0028] · Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Fasermischungen können farbige Ge sichtsmasken hergesteiit werden. Derartige Gesichtsmasken unterstützen die Regeneration der Hautzeiien.

[0029] Weitere Merkmaie der erfindungsgemäßen Fasermischungen sind: [0030] · Pigmente sind zur Gänze in die Faserstruktur eingebunden und bewirken keinen negativen Einfluss auf die menschiiche Haut.

[0031] · Durch Verwendung von Lyoceii wird die Absorption der Lotion verbessert, und das

Freisetzen der Wirksubstanzen kann präzise geregeit werden.

[0032] · Zwar ist es nicht mögiich, auf der Viiesstoff-Oberfiäche von Poiyesterwischtüchern aufgrund von deren hydrophobem Charakter Lotion homogen zu verteiien, weshaib es nicht mögiich ist, dort das Freisetzen von Wirksubstanzen präzise zu regein, jedoch kann ein derartiges Freisetzen von Wirksubstanzen in Viiesstoffen, die mitteis der erfindungsgemäßen Fasermischungen hergesteiit werden, viei präziser geregeit werden.

[0033] · Mischungen aus Lyoceii und spinngefärbter Viskose sind nachhaitige Hygieneproduk te, weiche bioiogisch abbaubar sind. Die Verwendung dieser Fasermischungen ermögiicht erhebiiche Einsparungen in der Verbraucherkette in Bezug auf den Verbrauch von Wasser und Energie. Auch die C02-Emissionen sind weit niedriger, wenn die erfindungsgemäßen Fasermischungen verwendet werden.

[0034] Um den farbigen Wischtüchern eine spezieiie Funktion zu verieihen, können die Lyoceii-Fasern mit einem spezieiien Mittei behandeit werden, beispieisweise mit antibakterieiien Mittein (Siiber, ZnO), etherischen Öien, Superabsorbern (CMC, Poiy-DADMAC, PEG).

[0035] Um einen Peeiingeffekt der Fasern zu erzieien, kann CaCOs in die Fasern eingebunden werden. Gemahienes oder ausgefäiites CaCOs kann für funktioneiie Wischtücher verwendet werden. CaCOs kann in das Lyoceii oder in die spinngefärbte Viskose eingebunden werden.

[0036] Die funktioneiien Additive können während des Spinnvorgangs in die Fasern eingebun- den werden, oder die Fasern können nachher in dem Nachbehandiungsschritt behandelt werden. Die funktioneiien Additive können auch in Viskosemateriai eingebunden werden.

[0037] Die Fasern in der erfindungsgemäßen Mischung können optische Aufheiier wie Triazin-stiibene, Cumarine, imidazoiine, Diazoie, Triazoie, Benzoxazoiine bzw. Biphenyistiibene enthalten.

[0038] Die für das Spinnfärben verwendeten Pigmente entsprechen FDA-Spezifikationen. Zugeiassene Pigmente sind: Vat Biue 1, Pigment Red 170, Red 121, Yeiiow 83, Violet 23, Yellow 1, Yellow 110, Yellow 3, Yellow 74, Red 146, Red 2, Blue 15:3, Blue 15, Green 7, Black 7, Red 254. Diese Pigmente sind für die hygienisch reinen Produkte medizinisch zugelassen.

[0039] Dispersionsmittel für die Farben, die zum Spinnfärben der erfindungsgemäßen Fasern verwendet werden, müssen auch der FDA-Liste entsprechen. Zugelassene Dispersionsmittel sind: Dimethylolpropionsäure, phosphorylierte Tallölfettsäuren, Propionsäure, Siloxane und Silikone (Cethylmethyl, Dimethyl, Methyl 11-methoxy-11-oxoundecyl), Trimethylolethan, Trime-thylolpropan. Auch das weiche Finish der Fasern muss die in der FDA-Liste angeführten Anforderungen erfüllen.

[0040] Die bei der Erfindung verwendeten Faserkomponenten (Lyocell, spinngefärbte Viskose und spinngefärbte Modalfasern) können gemäß der Vliesstoff-Bestimmung für die saubere Produktion hergestellt werden. Derartige Fasern sind im Handel bei der Lenzing AG, Lenzing, Österreich, erhältlich.

[0041] Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen veranschaulicht. Diese Beispiele schränken den Umfang der Erfindung auf keinerlei Weise ein.

BEISPIELE

[0042] In allen Versuchen war die Lyocell-Faser TENCEL® von der Lenzing AG, Lenzing, Österreich, und die spinngefärbte Viskosefaser wurde ebenfalls von der Lenzing AG, Lenzing, Österreich, bezogen. Um die Vorteile der erfindungsgemäßen Mischung aus Lyocell und spinngefärbter Viskose nachzuweisen, kamen zwei Verfahren zur Anwendung: [0043] 1. Herstellen von Faserfolien im nassen Zustand. 2. Herstellen von Vliesen => werden eingebunden.

[0044] Verfahren 1: [0045] Handelsübliche TENCEL®-Fasern und spinngefärbte Viskosefasern, die eingebundene, von der FDA zugelassene Pigmente enthielten, wurden auf einer Kardiermaschine gemischt. Die auf diese Weise kardierten Mischungen wurden auf eine Faserlänge von 5 mm zugeschnitten. Die zugeschnittenen Fasern wurden in eine Folienherstellungsvorrichtung in Laborgröße eingegeben, 3 Sekunden lang verwirbelt und daraufhin abgesaugt. Die nassen Folien wurden 10 Minuten lang getrocknet.

[0046] Fig. 1 bis 4 zeigen Scans der gemischten Fasern, wobei Fig. 1 und 3 die homogene Mischung aus 70% TENCEL® und 30% spinngefärbter Viskose zeigen; und Fig. 2 und 4 die sehr unregelmäßigen Mischungen aus 70% Polyester und 30% spinngefärbter Viskose zeigen.

[0047] In Fig. 1 und Fig. 3 werden die Unterschiede bei der Faserverteilung veranschau licht: Die beiden erfindungsgemäßen cellulosischen Komponenten können sehr homogen gemischt werden, was für die Verwendung der funktionellen Vliesstoffe wichtig ist. Wenn die Fasern sehr homogen gemischt sind, ist die Absorption und Desorption von Lotionen nur innerhalb der homogenen Vliesstoffe möglich.

[0048] Verfahren 2: [0049] Vorteile von Lyocell in einem funktionellen Feuchtwischtuch - eine grundlegende Eigenschaft im Vergleich mit Polyester in Feuchtwischtüchern wurde durch zwei Parameter beschrieben.

[0050] Fig. 5 zeigt die Wasserretentionswerte von 100% Lyocell im Vergleich mit 100% Polyester. Dieser Messwert gibt eine Fähigkeit der Fasern an, eine gewöhnliche Lotion zu absorbieren, welche für gewöhnlich auf Feuchtwischtüchern als eine Basisfunktion der Wischtücher verwendet wird. Lyocell absorbiert 60% Lotion, während Polyester nur 3% Lotion absorbiert.

[0051] Fig. 6 zeigt die Ausbreitungsgeschwindigkeit bei 100% Lyocell ge genüber 100% Polyester. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist für die Verteilung von Flüssigkeiten in Sanitärprodukten von Relevanz. Dieses Schaubild belegt, dass gemäß einem Standardprüfverfahren Lyocell enthaltender funktioneller Vliesstoff mehr als 2000 mm^ Lotion zu verteilen vermag, während Polyester nur 500 mm^ Lotion verteilt.

[0052] Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Faserprüfungen gemäß Europäischem Arzneibuch (Vorschrift 01/2008:0034 - verbesserte Version 6.0). Die neu entwickelten Fasern erfüllten die von dieser Vorschrift verlangten Anforderungen.

Tab. 1: Ergebnisse der Prüfungen gemäß Vorschriften des Europäischen Arzneibuchs für spinngefärbte Viskose mit von der PDA zugelassenen Pigmenten

Claims (5)

1. Patentansprüche

   1. Fasermischung zur Verwendung In Vliesstoff-Produkten für Hygieneanwendungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie spinngefärbte Viskosefasern und farblose Lyocell-fasern enthält, wobei das Gewichtsverhältnis von spinngefärbten Viskosefasern und Lyocellfasern zwischen 10:90 und 90:10, vorzugsweise zwischen 30:70 und 70:30 und insbesondere zwischen 40:60 und 60:40 beträgt.
2. 2. Fasermischung nach Anspruch 1, wobei die Pigmente, die zum Spinnfärben verwendet werden, die Anforderungen der FDA-Spezifikationen erfüllen.
3. 3. Fasermischung nach Anspruch 1, wobei die spinngefärbten Viskosefasern gemäß einem gewöhnlichen Viskoseverfahren oder gemäß einem modifizierten Viskoseverfahren, das allgemein auch als Modalverfahren bekannt ist, hergestellt werden.
4. 4. Verwendung der Fasermischung nach Anspruch 1 für die Herstellung von Vliesstoff-Produkten für Hygieneanwendungen.
5. 5. Verwendung nach Anspruch 2, wobei die Vliesstoff-Produkte für Hygieneanwendungen Feuchtwischtücher, Hygiene-Feuchtwischtücher, wegspülbare Wischtücher, Gesichtsmasken, Topsheets (Hüllvliese), Babywindeln, Damenbinden, Slipeinlagen und Inkontinenzprodukte sind.