CZ2020256A3

CZ2020256A3 - Vlákenná vrstva s hydrofilními vlastnostmi a textilie zahrnující takovouto vrstvu

Info

Publication number: CZ2020256A3
Application number: CZ2020256A
Authority: CZ
Inventors: Pavlína KAŠPÁRKOVÁ; Pavlína Kašpárková; Michael Kauschke; Zdeněk Mečl
Original assignee: Pfnonwovens Holding S.R.O.; Pfnonwovens Czech S.R.O.; Pfn - Gic A.S.
Priority date: 2020-05-09
Filing date: 2020-05-09
Publication date: 2021-11-18
Also published as: US20230181377A1; EP4146856A1; WO2021228290A1

Abstract

Vlákenná vrstva má povrch vláken, který má povrchovou energii nižší než 50 mN/m, přičemž vypočtený koeficient cSTT doby pronikání kapaliny vlákennou vrstvou je nižší než 20 a vlákenná vrstva je pojena v celém svém objemu v pojicích bodech na styku vlákna s vláknem. Koeficient cSTT doby pronikání kapaliny vlákennou vrstvou se vypočte podle vzorce I, kde specifický povrch vláken je plocha povrchu vláken v m2 na 1 m2 vlákenné vrstvy, plošná hmotnost je hmotnost vrstvy v kg na 1 m2 vlákenné vrstvy, specifický prázdný objem je objem prázdných prostor mezi vlákny v m3 na 1 m2 vlákenné vrstvy.

Description

Vlákenná vrstva s hydrofilními vlastnostmi a textilie zahrnující takovouto vrstvu

Oblast techniky

Vynález se týká vlákenné vrstvy s krátkou dobou pronikání kapaliny a vhodné pro použití v produktech s absorpčními vlastnostmi, jako jsou hygienické produkty s absorpčními vlastnostmi. Vynález se týká také textilie, zahrnující takovouto vlákennou vrstvu.

Dosavadní stav techniky

Vlákenné vrstvy pro produkty s absorpčními vlastnostmi byly popsány v různých dokumentech z dosavadního techniky, přičemž byla popsána specifická provedení vrstev vláken, určených pro svrchní vrstvy (topsheet), vnější krycí vrstvy (backsheet), odváděči vrstvy, vrstvy tvořící obal jádra a akvizičně-distribuční vrstvy. V některých případech je pro některé z vrstev požadována co nej kratší doba pronikání kapaliny. Doba pronikání kapaliny vlákennou vrstvou může být zkrácena např. použitím hydrofilních materiálů nebo ošetřením vlákenné vrstvy hydrofilním prostředkem pro závěrečnou úpravu. Existují nicméně i jiné faktory, ovlivňující dobu pronikání kapaliny vrstvou vláken. Cílem stávajícího vynálezu je dosažení dobrých celkových hydrofilních vlastností ve vlákenné vrstvě, například ve formě netkané textilie typu spunmelt, přičemž hydrofilnost se nevztahuje pouze k vodě jako takové, ale také aspoň k fýziologickým roztokům. Proto jsou tyto vlastnosti v této přihlášce nazývány “filní” nebo „kapalino-filní“. Dobrými „filními“ vlastnostmi se rozumí kombinace rychlého vsáknutí kapaliny do textilie, přičemž povrch textilie zůstává suchý poté, co kapalina prošla textilií. Rychlé vsáknutí může být vyjádřeno např. měřením „doby pronikání kapaliny“ (STT), následovaného tzv. „rewet“ měřením (měřením opětovného smáčení), provedeným na povrchu textilie. Čím kratší je STT, tím rychlejší je vsáknutí kapaliny. Čím menší je opětovné smáčení, tím sušší povrch bude.

Je známo, že „kapalino-filnost“ povrchu může být vyjádřena pomocí rozdílu mezi povrchovou energií kapaliny a povrchovou energií tuhého povrchu. Například povrchová energie vody je 72,8 mN/m při 20 °C. Kapka vody, která je umístěna na povrch s nízkou povrchovou energií (např. polypropylen s povrchovou energií přibližně 30 mN/m) se bude chovat tak, aby se co nejméně dotýkala tuhého povrchu,

CZ 2020 - 256 A3 a tak vytvoří kontaktní úhel (theta) mezi 90° a 150° (viz obr. 1), a tak je povrch označen jako hydrofobní. Když je kontaktní úhel (theta) více než 150°, je povrch označen jako superhydrofobní (např. teflon). Hydrofílní povrch přispívá/umožňuje kapce pokrýt větší prostor s výsledným kontaktním úhlem (theta) menším, než 90°.

Popsaný tuhý povrch může být např. fólie (film). Netkaná textilie sestává z vláken svolným prostorem mezi nimi nebo tzv. „prázdným prostorem“ nebo prázdným objemem. Při popisu hydrofílního a hydrofobního chování textilie je třeba také vzít v úvahu tzv. „kapilární efekt“. Obecně lze říct, že hydrofobní vlákenný povrch vytváří záporný kapilární efekt, který zabraňuje vstupu, nebo alespoň částečně omezuje vstup kapaliny do prázdného prostoru textilie.

Například netkaná textilie typu spunmelt je často vyráběna z polyolefínů, kde povrch vláken sestává z polypropylenu nebo polyethylenu, kde oba materiály mají povrchovou energii blízko 30 mN/m. Textilie typu spunbond nebo meltblown, vyrobené z takovýchto polymerů, jsou obecně hydrofobní. V případě, že je vyžadována hydrofílnost, je textilie ošetřena tzv. „prostředkem pro konečnou úpravu“ (aplikovaným např. pomocí nabíracího válce nebo spreje) nebo je povrchová energie polymeru zvýšena vhodným aditivem přidaným do polymeru nebo pomocí fýzikálního účinku (např. korona, plasma).

Je známo, že schopnost tekutiny penetrovat porézní materiál závisí na velikosti pórů v materiálu. Póry ve struktuře netkaného materiálu mohou být popsány jako kapiláry. Chování kapalin v kapilárních strukturách je popsáno Laplaceovou rovnicí * (povrchové napětí kapaliny y) * cos (kontaktní úhel 0) kapilární tlak =-----3—--------------------------poloměr kapiláry r

Obecně, pokud je povrch kapiláry hydrofílní (vyšší povrchová energie a menší kontaktní úhel), lze předpokládat, že čím menší je průměr kapilár, tím lepší bude přeprava tekutiny (odváděči efekt), přičemž pohyb tekutiny je dále zlepšen, když se tekutina pohybuje z větších do menších kapilár. Obráceně lze předpokládat, že nižší povrchové napětí vede ke snížené rychlosti odvádění a vzdálenosti.

Když jsou jevy, které se odehrávají, když tekutina přijde do styku s (netkanou) strukturou, analyzovány, účinek povrchových charakteristik struktury a jejích strukturálních charakteristik lze vidět v kombinaci. Hydrofílnost povrchu vláken a kapilarita netkané struktury (tj. její hustota, velikost pórů, rozdělení velikosti pórů ve směru Z atd.) hraje roli v ovlivnění výsledného času, potřebného pro absorpci tekutiny (např. měřeného jako doba pronikání kapaliny).

Množství faktorů, ovlivňujících proces penetrace tekutiny do netkané struktury, extrémně ztěžuje výpočet nebo predikci absorpčních vlastností netkaných materiálů. Navržení netkané textilie s vynikající dobou pronikání kapaliny na základě předchozího stavu techniky je proto obtížné, časově náročné a velmi nákladné, protože k poskytnutí různých experimentálních vzorků textilie musí být provedeny velmi nákladné experimenty, zahrnující vysoké náklady na použití, nastavení a přenastavení nákladných strojů pro výrobu netkaných textilií.

Podstata vynálezu

Překvapivě bylo zjištěno, že fungování příslušné netkané vlákenné vrstvy nebo netkaného vlákenného útvaru může být popsáno pomocí kombinace parametrů, jako je povrchová energie, plošná hmotnost, prázdný prostor a odhadovaná plocha povrchu vláken za účelem predikce vypočtené doby pronikání kapaliny, a tak je možné navrhovat neočekávané kombinace textilních struktur a polymemích kompozic, které při styku s kapalinou dosahují požadovaných vlastností. Tento překvapivě přesný způsob v podstatě umožňuje zkonstruování takové textilie, aby poskytla cílové vlastnosti bez nutnosti provádět experimenty náročné na čas a zdroje.

- 2 CZ 2020 - 256 A3

Nedostatky stavu techniky jsou tak eliminovány pomocí vlákenné vrstvy, kde povrch vláken má povrchovou energii menší než 50 mN/m, přičemž se tato vlákenná vrstva vyznačuje tím, že koeficient doby pronikání kapaliny (cSTT) vlákennou vrstvou je méně než 20 a vlákenná vrstva je pojená v celém svém objemu v pojících bodech v místech vzájemného dotyku vláken, přičemž (specif ický povrch vláken)² x (plošná hmotnost) (specifický prázdný objem) x (povrch, energie povrchu vláken)³ přičemž specifický povrch vláken je plocha povrchu vláken v m²na 1 m² vlákenné vrstvy, plošná hmotnost je hmotnost vrstvy v kg na 1 m² vlákenné vrstvy, specifický prázdný objem je objem prázdných prostorů mezi vlákny v m³ na 1 m² vlákenné vrstvy.

Nedostatky stavu techniky jsou eliminovány také textilií, zahrnující vlákennou vrstvu v souladu s kterýmkoliv z přecházejících nároků, vyznačující se tím, že vlákenná vrstva tvoří první vlákennou vrstvu (A) a textilie zahrnuje druhou vlákennou vrstvu (B) uspořádanou vedle první vlákenné vrstvy (A), kde rozdíl mezi vypočteným koeficientem doby pronikání kapaliny cSTT první vlákenné vrstvy (A) a druhé vlákenné vrstvy (B) je alespoň 0,5, s výhodou alespoň 1,0, výhodněji alespoň 1,5 a nejvýhodněji alespoň 2,0.

Nedostatky stavu techniky jsou eliminovány také vlákennou strukturou, obsahující alespoň dvě vrstvy, kde jedna z nich zahrnuje celulózová zesítěná, vyztužená a obloučkovaná vlákna a druhá zahrnuje syntetická vlákna, vyznačující se tím, že

- celulózová vlákna vykazují ve svém průřezu velké množství fibril a syntetická vlákna ve svém průřezu zahrnují homogenní polymer nebo polymery a

- celulózová vlákna mají průměrnou délku nejvýše 8 mm nebo méně a

- syntetická vlákna mají průměrnou délku větší než 80 mm a

- alespoň jedna z vrstev obsahuje pojící materiál.

Výhodná provedení jsou také definována v závislých nárocích.

Nedostatky stavu techniky jsou eliminovány také produktem s absorpčními schopnostmi, zahrnujícím svrchní vrstvu, vnější krycí vrstvu a alespoň jednu mezilehlou netkanou vlákennou vrstvu, uspořádanou mezi svrchní vrstvou a vnější krycí vrstvou, zahrnující částice polymeru se zvýšenými absorpčními schopnostmi, kde alespoň jedna ze svrchní, vnější krycí a intermediámí netkané vlákenné vrstvy je tvořena výše specifikovanou vlákennou vrstvou nebo výše specifikovanou vlákennou strukturou.

Když se kapalné médium dostane do styku s vlákenným povrchem, může být pozorováno pro stanovení toho, jak s povrchem reaguje, tj. zda zůstává na povrchu textilie (což takovouto textilii definuje jako „fobní“ vzhledem ke kapalině) nebo zda vstupuje do vlákenné struktury (což takovouto textilii definuje jako „filní“ vzhledem ke kapalině). Rychlost vstupu kapaliny určuje stupeň „fility“, tj. od lehce filní po velmi filní. Různé aplikace textilie vyžadují různé stupně „fility“. Například když je vyžadováno, aby textilie rychle odstranila vodu ze svého povrchu, je vyžadován vysoký stupeň fility. Důležitým faktorem je také zamýšlené chování kapaliny uvnitř textilie. Například různé druhy utěrek jsou navrženy pro udržení kapaliny v sobě (aby zůstaly vlhké), ale na druhou stranu, např. v určitých hygienických aplikacích (např. svrchní vrstva u jednorázových hygienických produktů), by textilie měla přijmout kapalinu a rychle ji přepravit do jiné části produktu (rychle znovu vyschnout) nebo (např. u akvizičně-distribuční vrstvy (ADL) u jednorázových hygienických produktů) by textilie měla vtáhnout kapalinu dovnitř, zpomalit její tok, distribuovat ji do větší plochy a přepravit ji do jiné části produktu (a znovu vyschnout). Každý

- 3 CZ 2020 - 256 A3 z výše uvedených příkladů vyžaduje odlišný charakter kapalino-fility. Odborník v dané oblasti je schopen jmenovat mnoho dalších příkladů se specifickými požadavky na hydrofilitu vlákenné vrstvy.

Například v některých aplikacích může být výhodné, když vlákno samotné má schopnost do sebe absorbovat kapalinu. Například bavlněná nebo buničinová vlákna mohou absorpcí vody nabobtnat (viz obr. 2a až 2c, kde obr. 2a je přírodní bavlněné vlákno, obr. 2b je vlákno nabobtnané 1butanolem a obr. 2c je vlákno nabobtnané vodou).

V textilních aplikacích, kde je suchost důležitá, mohou být nabobtnaná vlákna nebo vlákna, do sebe absorbující kapalinu, nežádoucí. Na druhou stranu vlákna s „uzavřenými“ povrchy neabsorbují kapalinu. Voda je zvláštní případ, kde tzv. „hygroskopické“ polymery vtahují určité množství vody z okolního prostředí (např. z vlhkosti prostředí) a zabudovávají molekuly vody do své polymemí struktury (např. PET, nylon, PLA atd.). Takovéto hygroskopické polymery, které absorbují pouze malé množství vodní páry a nebobtnají významně ve vodě nebo ve vodných roztocích, jsou považovány za polymery s uzavřenými povrchy. Vlákenná vrstva podle vynálezu zahrnuje vlákna, která nebobtnají vtahováním vody do sebe. Ve výhodném provedení vlákenná vrstva podle vynálezu zahrnuje vlákna, která nebobtnají ve vodě, vodných roztocích nebo tělních tekutinách.

„Filnost“ („filita“) rovného povrchu je dána rozdílem mezi povrchovou energií rovného povrchu a povrchovou energií kapaliny. Obecně však vlákenná vrstva sestává z vláken a z volného prostoru mezi nimi nebo tzv. prázdného prostoru. Jinými slovy lze hovořit o porezitě vlákenné vrstvy (jak je vyjádřeno v Lapalaceově rovnici). Čím objemnější textilie je a čím větší jsou póry, tím je pak menší účinek povrchové energie vláknitého polymeru. Když jsou póry dostatečně velké, kapalina může jednoduše projít vlákennou vrstvou bez jakékoli skutečné interakce s povrchem vláken. Na druhou stranu, se snižujícím se poloměrem pórů je kapalina nucena interagovat s povrchem vláken, a tak povrchová energie vláken více ovlivňuje interakci mezi vlákennou vrstvou a kapalinou. Při určité velikosti pórů, když je rozdíl povrchové energie polymeru a kapaliny dostatečně velký, může být pozorován tzv. kapilární efekt, který může být buď kladný (vtahuje kapalinu do pórů) nebo záporný (vytlačuje kapalinu z pórů). Když je povrchová energie víceméně srovnatelná, je pozorován velmi malý nebo žádný kapilární efekt (viz obr. 3a až 3c).

V případě čisté vody s nominální povrchovou energií 72,8 mN/m vlákenná vrstva podle vynálezu vytváří neutrální nebo velmi nízký záporný kapilární efekt, který může být překonán malou silou, např. silou v průběhu měření doby pronikání kapaliny (STT), která je dostatečná k překonání nízkého záporného kapilárního efektu. Vlákenná vrstva podle vynálezu s výhodou poskytuje dobu pronikání kapaliny kratší než 20 sekund, s výhodou méně než 15 sekund, výhodněji méně než 10 sekund, s výhodou méně než 5 sekund.

V Laplaceově rovnici tak, jak je používána v textilním průmyslu, se nepřihlíží k délce pórů ajejich zakřivení, což jsou parametry extrémně důležité pro popis chování textilie u vláken, která mají nižší povrchovou energii, než je povrchová energie aplikované kapaliny. Rovnice také nebere v úvahu specifický případ objemných vlákenných vrstev, zvláště pak objemných termicky spojených vlákenných vrstev, kde póry typicky poskytují spíše větší nepravidelný poloměr na základě daného prostoru mezi vlákny.

Bez návaznosti na teorii se má za to, že u tohoto vynálezu byl nalezen specifický vztah mezi povrchem vláken, jeho povrchovou energií a prázdným prostorem v textilii pro definované plošné hmotnosti, který umožňuje upravit hydrofilní vlastnosti netkané textilie na požadovaný stupeň, jak je vyjádřeno „vypočteným STT koeficientem“, tj. „cSTT“ koeficientem pro vodu:

(specif ický povrch vláken)² x (plošná hmotnost) cSTT = 7-----——--;-—-----r------------------7 X 600 (specif ický prázdný objem) x (povrchová energie)⁵

- 4 CZ 2020 - 256 A3 kde specifický povrch vláken je plocha povrchu vláken v m² na 1 m² vlákenné vrstvy, plošná hmotnost je hmotnost vrstvy v kg na 1 m² vlákenné vrstvy, specifický prázdný objem je objem prázdných prostorů v m³ na lm² vlákenné vrstvy.

Kde:

Povrchová energie povrchu vláken (změřená za použití polymemí kompozice povrchu vláken malé desky, která je připravena z této polymemí kompozice a její povrchová energie je změřena kapkovou metodou se 3 kapalinami a Owens-Wendt-Rabel-Kaelbleovým výpočtem (OWRK model), nebo může být použita Washbumova metoda v případě vlákenné struktury). Ve smyslu tohoto textu se povrchovou energií myslí povrchová energie, změřená při 20 °C za použití OWRK modelu pro polymery a za použití Washbumovy metody pro celulózu. Typické hodnoty povrchové energie jsou snadno dostupné, za účelem výpočtu cSTTje nicméně výhodné mítk dispozici přesné hodnoty. Některé příklady různých tříd termopolymerů lze nalézt v tabulce 1:

Tabulka 1

Třída polymeru/typ vlákna	Výrobce	Nominální povrchová energie (mN/m)
Zesítěná, obloučkovaná a vyztužená vlákna	International Paper (dříve Weyerhaeuser)	46,2 ± 0,5
PET kopolymer typ RT5023	Trevira	45,8 ±2,5
PET typ 5520	Invista	40,8 ± 6,7
PET kopolymer typ 70 Ik	Invista	36,7 ± 1,4
PLAtyp6100D	Nature Works	42,9 ±5,1
PLA typ 6202D	Nature Works	42,8 ± 1,7
PP Tatren HT2511	Slovnaft	29,6 ± 4,0
PE Aspun 6834	Dow Chemicals	32,7 ± 1,7
Softblend (PP + kopolymer PP/PE + erukamid)	-	29,4 ± 1,6

V průmyslu existují dobře známá a běžně používaná bi-komponentní a multi-komponentní vlákna. V případě, kde je povrch vytvořen za použití jediného polymem (např. uspořádání v průřezu tzv. jádro-plášť) je v rovnici použita povrchová energie povrchového polymem. V případě, kdy je povrch vytvořen více než jedním polymerem, by měl být určen povrchový podíl všech polymerů a povrchová energie vlákna je vypočtena jako poměrný průměr.

Specifický povrch vláken může být teoreticky odhadnut ze střední tloušťky vláken a celkového objemu hmoty textilie - čím větší je plocha povrchu, tím větší je povrchový efekt (nebo kapilární efekt v textilii). Obecně, pokud uvažujeme vlákenné útvary se stejnou plošnou hmotností, mají jemná vlákna větší plochu povrchu než hmbší vlákna. Specifický povrch vláken je vypočten jako plocha povrchu strany válce, vytvořeného celkovou hmotou v 1 m² textilie, přičemž průměr válce je shodný se střední tloušťkou vláken.

- 5 CZ 2020 - 256 A3 povrch vláken = (obvod vláken) x (délka vláken) specif, povrch vláken m

m² x I plošná hmotnost vrstvy kgf\ m²\j hustota vláken p kgT\ m³]J x (průměr vláken[m])

Délka vláken je vypočtena na základě známé plošné hmotnosti a plochy povrchu průřezu vláken. Rovnice je určena pro vlákna s kruhovým průřezem. V případě odlišných tvarů průřezu může odborník v dané oblasti nalézt vhodnou rovnici pro výpočet plochy povrchu průřezu vlákna, obvodu vlákna a délky vlákna podle aktuální situace.

Hustota kompozice vláken v rovnici může být změřena v souladu s normou ISO 1183-3:1999 nebo odhadnuta ze svého složení jako poměrný průměr hustoty každé ze složek.

Obzvláště pro vlákna s velmi širokým nebo nerovnoměrným rozložením průměrů vláken může být odhad, založený na průměrné hodnotě průměru vláken, vzdálený od reality. Pro takové případy je doporučeno, aby se měření tloušťky vláken rozdělila do logických skupin podle velikosti, následně se pro každou skupinu samostatně vypočítala teoretická plocha povrchu a tyto se sečetly. Stejná metoda může být použita pro odlišné vrstvy, vytvořené např. z lehce hrubších a jemněj ších vláken. Například, pokud je vytvořena textilie s plošnou hmotností 15 g/m² ze dvou vrstev spunbond vláken bez jednoznačné hranice mezi vrstvami, je provedeno měření tloušťky vláken v průřezu vláken, ukazující 2 úzké píky v tloušťce vláken. Jeden má hodnotu 25 mikrometrů a druhý 35 mikrometrů, přičemž druhá hodnota tvoří dvě třetiny celkové plošné hmotnosti těchto dvou vrstev. Teoretická plocha vláken by potom měla být vypočtena samostatně pro první pík (medián přibližně 25 mikrometrů, A hmoty textilie = 5 g/m²) a pro druhý pík (medián přibližně 25 mikrometrů, % hmoty textilie = 10 g/m²) a potom hodnoty sečíst (15 g/m²).

Termín specifický prázdný objem se v tomto textu vztahuje k celkovému množství prázdného prostoru, tj. prázdnému objemu v materiálu na 1 m² textilie.

specif. prázdný prostor í

—H = specif. mernÝ o&íem m⁴· i

specif. oĎ/em ůmcíy

(tímíšťka textilie [m] χ 1 [m] * 1 [m] pí osná újnctRůst

knsícta kompozice vláken p

V této rovnici je plošná hmotnost vyjádřena v kg/m². Plošná hmotnost vrstvy vláken v kompozitu může být převzata z nastavení výrobního procesu nebo odhadem, kde je kompozit delaminován a plošná hmotnost každé vrstvy může být samostatně rozlišena.

Koeficient „k“ (ve výpočtu cSTT) je do rovnice přidán, aby se číselný rozsah přiblížil ke skutečným hodnotám STT. K = 600.

Bez návaznosti na teorii se má za to, že velikost plochy povrchu vláken v kombinaci s prázdným prostorem a plošnou hmotností vyjadřuje strukturu netkané textilie, obzvláště strukturu objemné netkané textilie, lépe než poloměr kapiláry. Prázdný prostor společně s plošnou hmotností popisuje množství hmoty v definovaném prostoru a velikost plochy povrchu vláken definuje rozdělení hmoty. Ta samá hmota v tom samém prostoru s malou velikostí plochy povrchu vláken poskytuje hrubá vlákna s velkými póry mezi nimi, obráceně velká velikost plochy povrchu vláken poskytuje

- 6 CZ 2020 - 256 A3 jemná vlákna s malými póry. Velikost plochy povrchu představuje povrch, se kterým je kapalina nucena interagovat a prázdný prostor představuje prostor, kde může kapalina téct textilií.

Pro konkrétní materiálovou kompozici může být tento prázdný prostor popsán také jako objemnost textilie. Čím větší je prázdný prostor, tím objemnější je textilie. Objemnost či objemová hmotnost je vyjádřena v jednotkách hmotnosti na jednotku objemu, a tak je závislá na hustotě materiálu vláken. Obráceně prázdný prostor představuje prázdný objem mezi vlákny v textilii a tak je nezávislý na hustotě vláken.

Všechny výše zmíněné hodnoty mohou být změřeny nebo stanoveny pro jedinou vrstvu nebo nezávisle pro jakoukoliv individuální vrstvu, obsaženou v kompozitu, sestávajícím z více vrstev.

Koeficient cSTT je třeba chápat jako odhad doby pronikání kapaliny v sekundách. Čím nižší je jeho hodnota, tím kratší je doba pronikání kapaliny textilií.

Koeficient cSTT predikuje skutečnou dobu pronikání kapaliny tak, jak je definována v STT metodě (voda s 0,9 % NaCl). Může být chápán jako odhad pro kapaliny s povrchovou energií 80-60 mN/m, s výhodou pro vodné roztoky s povrchovou energií 80-60 mN/m, výhodněji pro vodné roztoky s povrchovou energií 76-66 mN/m. Chování kapalin s vyšší nebo nižší povrchovou energií ve vlákenné vrstvě může být také predikováno cSTT koeficientem, mělo by být však interpretováno vzhledem k následujícím poznatkům. Nízká povrchová energie zrychluje STT, takže skutečný koeficient STT by byl menší než cSTT. Vyšší povrchová energie kapaliny zpomaluje STT, takže skutečný koeficient STT by byl vyšší než cSTT. Hydrofilní vlákenná vrstva podle vynálezu má vypočtenou hodnotu koeficientu cSTT nižší než 20, s výhodou nižší než 15, s výhodou nižší než 10, s výhodou nižší než 5.

Vlákenná vrstva podle vynálezu má po vsáknutí kapaliny suchý povrch. Například měření tzv. doby pronikání kapaliny v souladu se standardizovanou metodologií testování WSP 70.3 tak, jak byla vydána Evropskou asociací pro netkané textilie a jednorázově použitelné výrobky (EDANA), testuje rychlost pronikání kapaliny až do okamžiku, kdy na povrchu není žádná kapalina = až když je elektrický obvod, zprostředkovaný elektrodami, připevněnými ke zmíněnému povrchu, přerušen. Když kapalina zmizí z povrchu textilie, elektrický obvod se přeruší. Vlákenná vrstva podle vynálezu poskytuje skutečný STT koeficient, který je nižší než 20, s výhodou nižší než 15, s výhodou nižší než 10, s výhodou nižší než 5.

cSTT může být použit pro predikci vzájemného chování kapaliny a textilie pro mnoho typů polymerů a textilních struktur.

Koeficient cSTT může být požit například pro predikci chování textilií s plošnou hmotností od 10 g/m2, s výhodou od 15 g/m², s výhodou od 20 g/m². Plošná hmotnost jedné uvažované textilie nebo vrstvy by neměla překročit 200 g/m², s výhodou 150 g/m², výhodněji 120 g/m², ještě výhodněji 100 g/m², výhodněji 80 g/m², s výhodou 60 g/m².

Koeficient cSTT může být použit například pro predikci chování textilií s objemovou hmotností nižší než 30 kg/m³, s výhodou nižší než 25 kg/m³, s výhodou nižší než 30 kg/m³.

Koeficient cSTT může být použit například pro predikci chování textilií s průměrnou tloušťkou vláken alespoň 10 mikrometrů, s výhodou alespoň 15 mikrometrů, s výhodou alespoň 17 mikrometrů. Tloušťka vláken by neměla překročit 200 mikrometrů, s výhodou 100 mikrometrů, výhodněji 50 mikrometrů.

Koeficient cSTT může být použit například pro predikci chování textilií s různými tvary průřezu, s výhodou může být použit pro vlákna s kruhovým nebo přibližně kruhovým průřezem.

- 7 CZ 2020 - 256 A3

Koeficient cSTT může být použit pro predikci chování textilií s různými tvary vláken, může být použit pro jakákoliv neobloučkovaná nebo obloučko váná vlákna, kde obloučkovaná vlákna jsou chápána jako vlákna se všemi známými typy obloučkování, např. obloučkovaná vnější silou (typicky střížová vlákna), samovolně zobloučkovaná, obloučkovaná řízeným smršťováním, obloučkovaná aktivací atd.

Koeficient cSTT může být použit například pro predikci chování textilií, spojených v celém svém objemu pojícími body na styku vlákna s vláknem, např. termicky pojených tokem horkého média (např. spojení účinkem procházejícího vzduchu) nebo např. pojených pomocí adheziva, přidaného do vlákenné struktury (např. s přídavkem prachového lepidla do textilie, aktivovaného energií).

Koeficient cSTT může být použit například pro predikci chování textilií nebo vrstev, vyrobených z jakéhokoliv typu krátkých, střížových nebo nekonečných vláken, např. z nekonečných spunbond vláken, s výhodou z nekonečných vláken, zvlákňovaných účinkem procházejícího vzduchu.

Je třeba poznamenat, že cSTT může být použito pouze k predikci doby pronikání kapaliny jediné určité textilie. Hodnoty cSTT, vypočtené pro vrstvy v kompozitu, by neměly být sčítány. Bez návaznosti na teorii se má za to, že v případě přítomnosti sousední vrstvy s možnou interferencí nebo propojením vláken mezi vrstvami s kapalinou, přítomnou v prázdném prostoru jedné vrstvy, je dána lepší a rychlejší přeprava kapaliny do sousední vrstvy, než by odpovídalo schopnosti volné kapaliny vstoupit do té sarné vlákenné vrstvy.

Vrstva podle vynálezu může být zkombinována s jakoukoliv jinou vrstvou ve výsledném produktu (např. jednorázový hygienický produkt) nebo v kompozitní textilii, vzájemně spojené v pojících bodech na styku vlákna s vláknem. Další vrstva materiálové směsi může být vyrobena např. ze zvlákňovaných filamentů s jinou tloušťkou nebo průřezem nebo polymemí kompozicí nebo povrchovou charakteristikou nebo strukturní charakteristikou.

Filamenty, spojené účinkem procházejícího vzduchu, mohou být bikomponentní filamenty, které byly obloučkováním převedeny do trojrozměrného tvaru, pokud byl jejich průřez asymetrický, např. eC/S (excentrické jádro/plášť) nebo v S/S (strana/strana) konfiguraci (takzvaný průřez nebo konfigurace, podporující obloučkování vlákna). Takovéto vlákenné útvary poskytují objemnost nebo měkkou poddajnost. Jiný způsob výroby objemných/měkce poddajných vlákenných útvarů z bi-komponentních filamentů s průřezem, nepodporujícím obloučkování, je popsána v dosud nepublikované české patentové přihlášce, podané společnostmi PFNonwovens Czech s.r.o., PFN - GIC a.s. a REIFENHÁUSER GMBH & CO. KG MASCHINENF ABRIK se spisovým číslem PV 2018-647, kde síla smrštění má za následek ohýbání/vyklenutí filamentů.

Lze pozorovat, že určité kombinace povrchových charakteristik vláken, velikosti vláken a volného prostoru mezi vlákny mohou přinést neočekávané výhody. V jednom provedení vynálezu může být textilie termicky pojená netkaná textilie typu spunmelt, jak je popsáno v dosud nepublikované patentové přihlášce, podané společnostmi PFNonwovens Czech s.r.o., PFN - GIC a.s. a REIFENHÁUSER GMBH & CO. KG MASCHINENFABRIK se spisovým číslem PV 2018-647, kde je objemnost textilie posílena řízeným smršťováním vláken. Textilie je vyrobena z bikomponentních vláken s průřezy, nepodporujícími obloučkování, kde alespoň jedna složka na povrchu působí jako pojící složka. Takovou textilii mohou tvořit například vlákna s povrchem z polypropylenu, polyethylenu, kyseliny polymléčné nebo polyethylentereftalátu. Každý z výše zmíněných polymerů má povrchovou energii výrazně nižší, než je povrchová energie vody (72 mN/m), a tak lze předpokládat, že se textilie bude chovat hydrofobně. Pro zvýšení povrchové energie vláken je typicky používán hydrofilní prostředek pro konečnou úpravu nebo aditivum nebo je používáno fyzikální ošetření jako plazma nebo korona s cílem učinit textilii hydrofilní a zvýšit povrchovou energii tak, aby se více blížila povrchové energii vody (např. použití Silastol PHP 90 od Schill a Seilacher zvyšuje povrchovou energii PE z 32,7 mN/m na 52,7 mN/m a použití Silastol PHP 10 od Schill a Seilacher zvyšuje povrchovou energii coPET z 45,8 mN/m na 55,2 mN/m).

- 8 CZ 2020 - 256 A3

Pomocí výpočtu cSTT bylo překvapivě zj ištěno, že obj emná struktura textilie za určitých podmínek umožňuje vodě nebo vodným roztokům chovat se hydrofílně přesto, že povrchová energie vláken je přirozeně hydrofobní, a tato predikce byla potvrzena (viz příklady). Například netkaná vrstva textilie, vytvořená z bikomponentních vláken s prvním smrštitelným polymerem, obsahujícím jádro, a druhým pojícím polymerem, obsahujícím plášť, může být vyrobena způsobem, zahrnujícím následující kroky:

a) roztavení alespoň prvního polymemího materiálu a druhého polymemího materiálu, který má teplotu tavení menší, než první polymemí materiál, do trysek zvlákňovací hlavy, přičemž trysky jsou uspořádány tak, aby utvářely nekonečné filamenty, které mají všechny složky uspořádány napříč průřezem filamentů v konfiguraci, nepodporující obloučkování, přičemž druhý polymemí materiál se rozkládá v podélném směru filamentů a tvoří alespoň část povrchu filamentů, kde rychlost utváření filamentů je v rozsahu 3000 až 5500 m/min.

b) ochlazení vzniklých filamentů pomocí tekutého média o teplotě v rozsahu od 10 do 90 °C a protažení těchto filamentů při dloužícím poměm v rozsahu 200 1300 za účelem dosažení semistabilního krystalického stavu alespoň prvního polymemího materiálu

c) depozice filamentů na výrobní pás za účelem vytvoření netkané vrstvy

d) ohřev netkané vrstvy vláken na teplotu v rozsahu 80 až 200 °C za účelem aktivace smrštění této netkané vrstvy vláken tak, aby byl alespoň první polymemí materiál převeden do stabilnějšího krystalického stavu.

S výhodou způsob dále zahrnuje krok přípravné konsolidace netkané vrstvy vláken, následující po kroku c) a předcházející kroku d), přičemž přípravná konsolidace je provedena ohřevem filamentů na teplotu v rozsahu 80 až 180 °C, s výhodou 90 °C až 150 °C, nejvýhodněji 110 °C až 140 °C pro částečné změkčení polymemího materiálu za účelem vzniku vazeb v polymemím materiálu mezi vzájemně se křížícími filamenty. S výhodou jsou v kroku b) filamenty ochlazovány a protahovány v první zóně s tekutým médiem o teplotě v rozsahu 10 až 90 °C, s výhodou 15 až 80 °C, nejvýhodněji 15 až 70 °C, a potom ve druhé zóně s tekutým médiem o teplotě v rozsahu 10 až 80 °C, s výhodou 15 až 70 °C, nej výhodněji 15 až 45 °C. Podle výhodného provedení je ohřev netkané vrstvy vláken v kroku d) proveden vystavením vrstvy vláken působení vzduchu o teplotě v rozsahu 80 až 200 °C, s výhodou v rozsahu 100 až 160 °C, po dobu 20 až 5000 ms, s výhodou 30 až 3000 ms a nejvýhodněji 50 až 1000 ms. Vzduch je s výhodou vháněn skrz a/nebo podél vrstvy vláken, přičemž jeho počáteční rychlost je v rozsahu 0,1 až 2,5 m/s, s výhodou v rozsahu 0,3 až 1,5 m/s.

Netkaná vrstva vláken jev kroku d) s výhodou zahřívána tak, že se ve směm průchodu strojem i v příčném směm smršťuje o 20 % nebo méně, s výhodou o 15 % nebo méně, výhodněji o 13 % nebo méně, výhodněji o 11 % nebo méně, nejvýhodněji o 9 % nebo méně, a její tloušťka se zvyšuje o alespoň 20 %, s výhodou alespoň o 40 %, výhodněji alespoň o 60 %, nejvýhodněji alespoň o 100 %.

Netkaná vrstva vláken může být v kroku d) zahřívána tak, že se tento polymemí materiál změkčuje takovým způsobem, aby vytvářel vazby polymemího materiálu mezi vzájemně se křížícími filamenty. Případně může být netkaná vrstva látek po provedení kroku d) zahřáta tak, že polymemí materiál se změkčuje takovým způsobem, aby vytvářel vazby polymemího materiálu mezi vzájemně se křížícími filamenty. Ohřev, následující po kroku d), s cílem poskytnutí vazeb z polymemího materiálu (B), může být proveden za použití zpevňovacího zařízení s bubnem zvonovitého tvam nebo zpevňovacího zařízení s plochým pásem nebo vícenásobného bubnového zpevňovacího zařízení a/nebo vháněním vzduchu skrz a/nebo podél netkané vrstvy vláken po dobu 200 až 20000 ms, s výhodou 200 až 15000 ms a nejvýhodněji 200 až 10000 ms, přičemž vzduch má teplotu v rozsahu 100 °C až 250 °C, s výhodou 120 °C až 220 °C a počáteční rychlost v rozsahu 0,2 až 4,0 m/s, s výhodou 0,4 až 1,8 m/s.

- 9 CZ 2020 - 256 A3

První polymemí materiál a/nebo druhý polymemí materiál s výhodou sestává z polymemího materiálu nebo zahrnuje jako převažující složku polymemí materiál, zvolený ze skupiny, sestávající z polyesterů, polyolefinů, kyseliny polymléčné, kopolymerů polyesteru, kopolymerů polylaktidu a jejich směsí, přičemž první polymemí materiál je odlišný od dmhého polymemího materiálu. V souladu s výhodným provedením vynálezu je teplota tavení prvního polymeru alespoň o 5 °C větší, s výhodou alespoň o 10 °C větší než teplota tavení dmhého polymeru.

V jednom provedení podle vynálezu je první polymemí materiál polyester, s výhodou kyselina polymléčná nebo polyethylentereftalát a dmhý polymemí materiál je polyester nebo kopolyester, s výhodou kopolymer kyseliny polymléčné nebo kopolymer polyethylentereftalátu.

Při provádění způsobu podle vynálezu je výhodné, když je dloužící poměr v rozsahu 300-800.

V jiném provedení vynálezu může být textilie termicky pojená netkaná textilie typu spunmelt, tvořená vlákny s průřezem, podporujícím obloučkování, např. S/S nebo eC/S, přičemž vlákna poskytují určitý stupeň zobloučkování a textilie je tak objemnější než textilie se stejným materiálovým složením v průřezu, který ale nepodporuje obloučkování, nebo která neprošla aktivací.

Například vrstva netkané textilie, tvořená bi-komponentními filamenty s prvním polymerem a druhým pojícím polymerem s nižším bodem pojení, přičemž filamenty vykazují alespoň 3 obloučky/cm, může být vyrobena způsobem, zahrnujícím kroky:

a) roztavení alespoň prvního polymemího materiálu a dmhého polymemího materiálu, který má teplotu tavení nižší než první polymemí materiál, a přivedení těchto materiálů do trysek zvlákňovací hlavy, přičemž trysky jsou uspořádány tak, aby utvářely nekonečné filamenty, které mají všechny složky uspořádány napříč průřezem filamentů v konfiguraci, nepodporující obloučkování, přičemž dmhý polymemí materiál se rozkládá v podélném směm filamentů a tvoří alespoň část povrchu filamentů,

b) ochlazování vytvořených filamentů pomocí tekutého média o teplotě 10 až 90 °C a dloužení těchto filamentů za účelem získání nekonečných filamentů

c) depozice filamentů na výrobní pás za účelem vytvoření netkané vrstvy vláken,

d) ohřev netkané vrstvy vláken na teplotu 80 až 300 °C, přičemž dmhý polymer se taví a vytváří pojící body na styku vlákna s vláknem.

Krok d) je s výhodou rozdělen do více oblastí s odlišnými tepelnými podmínkami. Například hned po výrobních zvlákňovacích hlavách následuje zařízení pro přípravnou konsolidaci spolu se samostatnou jednotkou pro termické zpevňování. Jednotka pro termické zpevňování může být např. rozdělena do několika sekcí s odlišným nastavením. V průběhu kroku b) při ochlazování a protahování a/nebo v průběhu kroku d) při ohřevu probíhá s výhodou samovolné obloučkování.

První polymemí materiál a/nebo druhý polymemí materiál s výhodou sestává z polymemího materiálu nebo zahrnuje jako převažující složku polymemí materiál, zvolený ze skupiny, sestávající z polyesterů, polyeolefinů, kyseliny polymléčné, kopolymerů polyestem, kopolymerů polylaktidu a jejich směsí, přičemž první polymemí materiál je odlišný od dmhého polymemího materiálu. V souladu s výhodným provedením vynálezu je teplota tavení prvního polymem alespoň o 5 °C větší, s výhodou alespoň o 10 °C větší než teplota tavení dmhého polymem.

V jednom provedení podle vynálezu zahrnují vlákna s průřezem, podpomjícím obloučkování, první polymemí materiál, což je polyester, s výhodou kyselina polymléčná nebo polyethylentereftalát a druhý polymemí materiál, což je polyolefin, polyester nebo kopolyester,

- 10 CZ 2020 - 256 A3 s výhodou kopolymer kyseliny polymléčné nebo kopolymer polyethylentereftalátu nebo polypropylenu nebo polyethylenu.

V jiném provedení podle vynálezu zahrnují vlákna s průřezem, podporujícím obloučkování, první polymemí materiál, což je polyolefin, s výhodou polypropylen a dmhý polymemí materiál s polyolefinem s nižší teplotou tavení, s výhodou polyethylen nebo kopolymer PP/PE.

V jiném provedení složka filamentů s průřezem, podpomjícím obloučkování, může obsahovat aditiva pro modifikaci obloučkování. Je známo, že např. takzvaná nukleační činidla zlepšují stupeň zobloučkování filamentů a tím i objemnost a eventuálně i regeneraci textilie. Nukleační činidla mohou být např. soli aromatických karboxylových kyselin, soli fosfátových esterů, benzoát sodný, mastek a určitá pigmentová barviva, např. TÍO2.

Vlákenná textilie nebo vrstva podle vynálezu může zahrnovat filamenty s průřezem, podpomjícím nebo nepodporujícím obloučkování.

Hmotnostní poměr prvního polymemího materiálu ku druhému polymemímu materiálu je pro vlákna s průřezem, podpomjícím obloučkování, s výhodou 70:30 až 90:10, výhodněji 60:40 až 30:70, a pro vlákna s průřezem, nepodpomjícím obloučkování, 50:50až90:10.

Netkaná textilie má plošnou hmotnost s výhodou alespoň 5 g/m², s výhodou alespoň 10 g/m², výhodněji alespoň 20 g/m², výhodněji alespoň 30 g/m², s výhodou alespoň 40 g/m² a výhodněji ne více než 200 g/m², s výhodou ne více než 150 g/m², s výhodou ne více než 100 g/m², nejvýhodněji ne více než 80 g/m². Je také výhodné, pokud filamenty mají střední průměr vláken alespoň 5 mikrometrů, s výhodou alespoň 10 mikrometrů, s výhodou alespoň 15 mikrometrů, s výhodou alespoň 20 mikrometrů, nejvýše 50 mikrometrů, s výhodou nejvýše 40 mikrometrů a nejvýhodněji nejvýše 35 mikrometrů.

Vrstva má prázdný objem s výhodou alespoň 65 %, s výhodou alespoň 75 %, výhodněji alespoň 80 %, výhodněji alespoň 84 %, výhodněji alespoň 86 %, výhodněji alespoň 88 % a nejvýhodněji alespoň 90 %.

Regenerace vrstvy je s výhodou alespoň 0,8 (což odpovídá 80% regeneraci původní tloušťky), s výhodou alespoň 0,82, výhodněji alespoň 0,84, nejvýhodněji alespoň 0,85.

Například objemná netkaná textilie, pojená účinkem procházejícího vzduchu, je tvořená převážně bi-komponentními vlákny s C/S průřezem, přičemž jádro je tvořeno převážně polyesterem nebo polyamidem a plášť je tvořen převážně polymerem s teplotou pojení alespoň o 10 °C, s výhodou alespoň o 5 °C nižším než polymer tvořící jádro a povrchová energie je v rozsahu 40 až 50 mN/m, s výhodou v rozsahu 42 až 48 mN/m, s výhodou v rozsahu 44 až 46 mN/m, např. polyester (např. PET, PLA), polyamid, kopolyester (např. kopolymery polyesterů coPET, kopolymery polylaktidů coPLA), kopolyamid a má hmotnostní poměr jádro/plášť 30:70 až 90:10, s výhodou 40:60 až 70:30 a má prázdný objem alespoň 65 %, s výhodou alespoň 75 %, výhodněji alespoň 80 %, výhodněji alespoň 84 %, výhodněji alespoň 86 %, výhodněji alespoň 88 %, s výhodou alespoň 90 % a plošnou hmotnost 5 až 200 g/m², s výhodou 10 až 100 g/m², s výhodou 20 až 80 g/m² a

- 11 CZ 2020 - 256 A3 dobu pronikání kapaliny (STT) kratší než 20 s, s výhodou kratší než 15 s, výhodněji kratší 10 s, ještě výhodněji kratší než 5 s.

Například objemná netkaná textilie, vyrobená účinkem procházejícího vzduchu, tvořená převážně bi-komponentními vlákny s eC/S nebo S/S průřezem, přičemž jedna složka je tvořená převážně prvním polymerem, s výhodou polyesterem nebo polyamidem nebo polyolefinem a druhá složka je tvořená převážně druhým polymerem s teplotou alespoň o 10 °C, s výhodou alespoň o 5 °C nižším než je bod pojení první složky polymeru a vážený průměr povrchové energie vlákna vypočtený z poměru plochy povrchu polymeru je v rozmezí 40 až 50 mN/m, s výhodou v rozmezí 42 až 48 mN/m, s výhodou v rozmezí 44 až 46 mN/m, např. povrch vlákna zahrnuje polyester (např. PET, PLA), polyamid, kopolyester (např. kopolymery polyesterů coPET, kopolymery polylaktidů coPLA), kopolyamid, polyolefin (PP, PE a jejich kopolymery) a má hmotnostní poměr složka:složka v rozmezí 30:70 až 90:10, s výhodou 40:60 až 70:30 a má prázdný objem alespoň 65 %, s výhodou alespoň 75 %, výhodněji alespoň 80 %, výhodněji alespoň 84 %, výhodněji alespoň 86 %, výhodněji alespoň 88 % a s výhodou alespoň 90 % a plošnou hmotnost 5 až 200 g/m², s výhodou 10 až 100 g/m², s výhodou 20 až 80 g/m² a dobu pronikání kapaliny (STT) kratší než 20 s, s výhodou kratší než 15 s, výhodněji kratší než 10 s, ještě výhodněji kratší než 5 s.

V jednom provedení vynálezu může být jedna vrstva textilie vyrobena z celulózových vláken, v hygienickém průmyslu známých jako „načechraná buničina“, ale zpracovaných tak, že výsledkem je zesítění na jejich površích. Další kroky zpracování mají za následek zobloučkování a vyztužení těchto zesítěných celulózových vláken. Celulózová vlákna mohou být ošetřena např. pomocí technologie s použitím kyseliny citrónové, ale odborník v dané oblasti by nalezl také jiné technologie, vhodné pro síťování celulózy. Technologie s použitím kyseliny citrónové může přinést výhodu v podobě specifické hodnoty pH. Nižší hodnota pH takové vrstvy může být výhodná např. u aplikací pro jednorázové hygienické produkty, kde kyselé prostředí vrstvy může tlumit rozkladný účinek zásaditého amoniaku na močovinu a tím chránit kůži uživatele. Jednorázové hygienické produkty, obsahující takovou vrstvu, mohou prodlužovat dobu použití produktu.

Zesítěná celulóza je typicky známá pro svůj hydrofilní, ale „pro vodu uzavřený“, povrch vláken a své chování při styku s vodnými tekutinami, přičemž může být považována za podobnou termoplastickým polymerům, např. polyolefinům nebo polyesterům. Např. na obr. 4a a 4b lze vidět, že suchá vlákna (4a) jsou stejná jako vlákna ve vodě (4b).

Povrchová energie zesítěné celulózy se může významně měnit, přičemž některé typy mohou být např. srovnatelné s PET nebo PLA s vyšší povrchovou energií. Například zesítěná, obloučkovaná a vyztužená vlákna, dostupná od International Paper (dříve Weyerhaeuser) mají povrchovou energii 46,4 (+- 0,5) mN/m, což je plně srovnatelné např. s kopolymerem PET typu RT5023 od společnosti Trevira.

Například vrstva o plošné hmotnosti 40 g/m², vyrobená technologií airlaid, vytvořená za použití zesítěných celulózových vláken o průměrné tloušťce 25,33 mikrometrů (plocha povrchu vláken 4,16 m²/m²), povrchové energii 46,4 mN/m a tloušťce 2,2 mm (0,0022 m³/m² prázdného prostoru),

- 12 CZ 2020 - 256 A3 poskytuje cSTT o hodnotě 1,86 a také, ve skutečnosti, vsakuje kapalinu velmi rychle, přičemž povrch je po absorpci kapaliny suchý.

Pro některé aplikace je výhodné takové provedení vynálezu, že povrchová energie vláken, tvořících netkanou textilii, která zahrnuje místa pojení vlákna s vláknem, je v rozsahu 30-35 mN/m, jako jsou např. povrchy tvořené polyolefiny, např. polypropylenem, polyethylenem, jejich kopolymery nebo směsmi. Konkrétněji tato provedení mohou být výhodná takto:

Pro některé aplikace je výhodné, když plošná hmotnost takové textilie jev rozsahu 10-40 g/m², specifický prázdný prostor může být např. v rozsahu od 2,0 - 2,5 dm³/m² (0,0020 - 0,0025 m³/m²) a specifický povrch vláken je pod 8,4 m²/m², s výhodou pod 7,3 m²/m², výhodněji pod 6,0 m²/m², s výhodou pod 4,2 m²/m², ale výše než 0,6 m²/m². Pro některé aplikace je výhodné, když plošná hmotnost takové textilie je v rozsahu 10 - 40 g/m², specifický prázdný prostor je v rozsahu 2,5 3,0 dm³/m² (0,0025 - 0,0030 m³/m²) a specifický povrch vláken je pod 10,6 m²/m², s výhodou 9,1 m²/m², výhodněji pod 7,5 m²/m², nejvýhodněji pod 5,3 m²/m² ale výše než 0,6 m²/m².

Pro některé aplikace je výhodné, když plošná hmotnost takové textilie je v rozsahu 10 - 40 g/m², specifický prázdný prostor je v rozsahu 3,0 - 3,5 dm³/m² (0,0030 - 0,0035 m³/m²) a specifický povrch vláken je pod 12,7 m²/m², s výhodou pod 11,0 m²/m², výhodněji pod 8,9 m²/m², s výhodou pod 6,3 m²/m², ale výše než 0,6 m²/m².

V souladu s výhodným provedením vynálezu může být vlákenná vrstva (A) podle vynálezu zkombinována s jinou vlákennou vrstvou (B). Vrstva B může být tvořena například nekonečnými vlákny (např. technologií spunmelt nebo spunbond), např. střižovými vlákny (např. technologií mykání), např. krátkými vlákny (např. technologií airlaid). Vrstva B může splňovat všechny podmínky, definované pro vrstvu A, ale i přesto poskytovat delší dobu pronikání kapaliny, což může být predikováno pomocí cSTT. Vrstvy A a B se mohou lišit strukturou, složením polymerů, tvarem vláken, velikostí vláken, typem průřezu vláken atd. Kompozit může zahrnovat jednu nebo více vrstev A podle vynálezu a jednu nebo více vrstev B, které mohou nebo nemusí být podle vynálezu. Vlákenné vrstvy A a B mohou být spojeny dohromady například na svých sousedních plochách za použití přidaného adheziva nebo za použití pojícího polymeru, obsaženého v jakékoliv z vrstev A a/nebo B. Vlákna vrstvy A a B se mohou v blízkosti povrchů sousedních vrstev navzájem křížit. Koeficient cSTT může být vypočten pro jakoukoliv z vrstev A, B a některé hydrofilní vlastnosti kompozitu mohou být pro některé aplikace výhodné.

Může být například výhodné zkombinovat dvě navzájem sousedící vrstvy A, B, přičemž cSTT pro vrstvu A je odlišný od cSTT pro vrstvu B, s výhodou tak, aby rozdíl v cSTT pro vrstvy A a B byl alespoň 0,5, s výhodou alespoň 1,0, výhodněji alespoň 1,5, s výhodou alespoň 2,0. Bez návaznosti na teorii se má za to, že kombinace vrstev, zahrnujících hlavně nekonečná vlákna (např. typu spunbond s minimální délkou 80 mm) a vrstvu, zahrnující krátká vlákna (např. celulózová vlákna s průměrnou délkou maximálně 8 mm), může přinést ještě více výhod.

Například struktura vláken, homogenita nebo pravidelnost vrstvy nekonečných vláken je lepší než u vrstvy, sestávající z krátkých vláken. Krátká vlákna vytvářejí „shluky“ vláken (např. celulózová vlákna), což vede k tomu, že hustota materiálu je v určitých oblastech dvojnásobkem průměrné specifické hmotnosti a řidší v jiných oblastech s hustotou menší než 0,5 průměrné specifické hmotnosti. Tento j ev může zlepšit přij etí tekutin ve vrstvě. Naopak vlákenná vrstva z nekonečných vláken s lepší homogenitou poskytuje lepší podmínky pro distribuci tekutiny.

Například krátká vlákna mají zakončení nebo úzké smyčky, které směřují nebo mohou být vloženy do prázdného prostoru v objemné struktuře vlákenné vrstvy z nekonečných vláken, což usnadňuje vstup kapaliny, takže akviziční schopnost struktury je zlepšena.

Například vrstva A ze zesítěných celulózových vláken může být zkombinována s vrstvou B z objemných netkaných vláken typu spunbond, spojených účinkem procházejícího vzduchu,

- 13 CZ 2020 - 256 A3 s PET, kopolymery polyesterů (coPET), PLA, kopolymery polylaktidů (coPLA), PP, PE nebo jejich kopolymery, přítomnými na povrchu vláken. Například textilie o plošné hmotnosti 40 g/m²ze zesítěné celulózy s cSTT pod 2 je schopna velmi rychlé absorbovat kapalinu a poskytnout ji vrstvě B, která má nižší cSTT. Hraniční plocha mezi vlákennými vrstvami A a B zpomaluje průchod kapaliny textilií. Jak je tomu např. u hygienických produktů s absorpčními vlastnostmi, kapalina typicky vstupuje do produktu (např. pleny) na relativně malé ploše aje třeba, aby byla rychle absorbována do produktu, kde může být následně distribuována do absorpčního materiálu, a tak může být výhodné zpomalit průchod kapaliny kompozitní strukturou textilie a umožnit jí distribuovat více kapaliny v rovině textilie (např. v takzvaných CD a MD směrech). To umožňuje udržovat opětovně smáčený povrch poměrně malý a distribuovat kapalinu do výrazně většího objemu absorpčního materiálu, což má ve výsledku za následek nižší opětovné smáčení. Tímto způsobem je zredukován jak vlhký povrch na styku s kůží uživatele, tak i množství kapaliny, vracející se ke kůži.

Například může být výhodné zkombinovat dvě sousedící vrstvy A, B, přičemž cSTT pro vrstvu A je odlišný od cSTT pro vrstvu B, s výhodou rozdíl v cSTT pro vrstvy A a B je alespoň 2,0, s výhodou alespoň 4,0, výhodněji alespoň 6,0 a s výhodou alespoň 10.0. Například vrstva A s povrchem vláken z PLA nebo coPLA může být zkombinována s vrstvou B objemných netkaných vláken typu spounbond, spojených účinkem procházejícího vzduchu s PET, coPET, PP, PE přítomným na povrchu vláken. Povrch tvořený materiálem PLA nebo coPLA je schopen velmi rychle absorbovat kapalinu, přivést ji na rozhraní A/B, a protože vrstva B absorbuje kapalinu pomaleji, má čas redistribuovat ji podél hraniční roviny.

V jednom provedení vynálezu může být výhodné zkombinovat dvě sousedící vrstvy A, B, přičemž povrchové napětí vláken ve vrstvě Aje nejvýše 50 mN/m a cSTT pro vrstvu Aje nižší než cSTT pro vrstvu B, přičemž tento rozdíl v cSTT pro vrstvy A a B je alespoň 10,0, s výhodou alespoň 15,0, výhodněji alespoň 20,0 a s výhodou alespoň 25,0.

V jednom provedení vynálezu vrstva A zahrnuje vlákna s povrchovým napětím vyšším, než 50 mN/m. Textilie může být například učiněna hydrofilní pomocí prostředku pro konečnou úpravu. Tabulka 2 například uvádí změny v povrchové energii po hydrofilizaci za použití prostředku pro konečnou úpravu PHP 90, vyrobeného společností Schill a Seilacher.

Tabulka 2

Třída polymeru	Výrobce	Povrchová energie (mN/m)	Povrchová energie po ošetření prostředkem pro konečnou úpravu
			(mN/m)
PET typ 5520	Invista	40,8 ± 6,7	55,4
PLA typ 6202D	Nature Works	42,8 ± 1,7	55,2
PE Aspun 6834	Dow Chemicals	32,7 ± 1,7	52,7

Ošetření pomocí prostředku pro konečnou úpravu je normálně prováděno aplikací roztoku pro konečnou úpravu na textilii a následným vysušením textilie horkým vzduchem. Když je na textilii aplikována další kapalina, jako např. u hygienického produktu s absorpčními vlastnostmi během používání, určité množství látek pro konečnou úpravu se může v kapalině rozpustit, a tím snížit její povrchovou energii, což vede k vyšší absorpci do následné vrstvy B textilie.

- 14 CZ 2020 - 256 A3

V jednom provedení vynálezu může být výhodné zkombinovat dvě sousedící vrstvy A, B, přičemž vrstva A je ošetřena prostředkem pro konečnou úpravu a cSTT pro vrstvu A je nižší než cSTT pro vrstvu B, přičemž tento rozdíl v cSTT mezi vrstvami A a B je alespoň 5,0, s výhodou 10,0, s výhodou alespoň 15,0 a výhodněji alespoň 20,0.

V jednom provedení vynálezu vrstva A zahrnuje vlákna s povrchovým napětím vyšším, než 50 mN/m. Do složení vláken může být přidáno např. hydrofilní aditivum nebo může být provedeno fyzikální ošetření, jako např. plazmou nebo koranou. Může být výhodné zkombinovat dvě sousedící vrstvy A, B, přičemž A má povrchové napětí vyšší než 50mN/m a cSTT pro vrstvu A je nižší než cSTT pro vrstvu B, přičemž tento rozdíl v cSTT mezi vrstvami A a B je alespoň 3,0, s výhodou alespoň 4,0, výhodněji alespoň 6,0 a s výhodou alespoň 10,0.

Objasnění výkresů

Obrázek 1 ukazuje hydrofilní, hydrofobní a superhydrofobní chování, obrázky 2a až 2c ukazují vlákna vykazující různé stupně bobtnání, obrázky 3a až 3c ukazují různé kapilární účinky na základě fility materiálů, obrázek 4a zobrazuje suchá polyolefinová vlákna a obrázek 4b ukazuje stejná vlákna ve vodě.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1:

Za použití dvou za sebou uspořádaných zvlákňovacích hlav REICOFIL se stejným nastavením typu spunbond pro výrobu bi-komponentních vláken byla vyrobena netkaná textilie s typem vlákna, které má průřez jádro-plášť kruhového tvaru. Jádro bylo vyrobeno z PET (pryskyřice typ 5520 od společnosti Invista) a plášť ze dvou odlišných kopolymerů (typ RT5032 od společnosti Trevira a typ 70Ik od společnosti Invista). Procesní podmínky a výsledné parametry textilie pro každý z Příkladů 1A až ID jsou uvedeny v Tabulce 3 níže.

Tabulka 3

Příklad	1A	ÍB	1C	ID
Plošná hmotnost stanovená [g/m²]	80	75	75	60
Složení vláken	PET/coPET	PET/coPET	PET/coPET	PET/coPET
Typ coPET	RT5032, Trevira	70 Ik, Invista	70 Ik, Invista	RT5032, Trevira
Průřez	C/S	C/S	C/S	C/S
Hmotnostní poměr	77:23	70:30	70:30	77:23
Aktivační teplota [°C]	140	140	140	140
Teplota pojení [°C]	140	155	155	140
Typ objemnosti	řízené	řízené	řízené	řízené

- 15 CZ 2020 - 256 A3

	smršťování	smršťování	smršťování	smršťování
Hydrofilní ošetření	ne	ne	ne	ne
Tloušťka [mm]	2,96	3,51	3,44	2,37
Zjištěný průměr vlákna [pm]	31,23	36,11	33,22	32,50
Povrchová energie vláken [mN/m]	45,8	36,7	36,7	45,8
Plošná hmotnost změřená [kg/m²]	0,0802	0,0750	0,0756	0,0593
Specifický povrch vláken [m²/m²]	7,49	6,06	6,64	5,33
Prázdný prostor [m³/m²]	2,90* le-3	3,46* le-3	3,38* le-3	2,33* le-3
cSTT	9,68	9,67	11,97	4,52
STT změřená	8,52	9,03	10,77	3,83

Příklad 2:

Za použití dvou za sebou uspořádaných zvlákňovacích hlav REICOFIL se stejným nastavením 5 typu spunbond pro výrobu bi-komponentních vláken byla vyrobena netkaná textilie s typem vlákna, které má průřez jádro-plášť kruhového tvaru. Procesní podmínky a výsledné parametry textilie pro každý z Příkladů 2A až 2D jsou uvedeny v Tabulce 4 níže.

Tabulka 4

Příklad	2A	2B	2C	2D
Plošná hmotnost stanovená [g/m²]	25	40	60	80
Složení vláken	PET/PE	PET/PE	PET/PE	PET/PE
Průřez	c/s	C/S	C/S	C/S
Hmotnostní poměr	70:30	70:30	77:23	70:30
Jádrový polymer	PET Invista 5520	PET Invista 5520	PET Invista 5520	PET Invista 5520
Plášťový polymer	PE Aspun 6834	PE Aspun 6834	PE Aspun 6834	PE Aspun 6834
Aktivační teplota [°C]	140	140	140	140
Teplota pojení [°C]	130	130	130	130

- 16 CZ 2020 - 256 A3

Typ objemnosti	řízené smršťování	řízené smršťování	řízené smršťování	řízené smršťování
Hydrofilní ošetření	ne	ne	ne	ne
Tloušťka [mm]	0,85	1,39	1,21	2,33
Zjištěný průměr vláken [pm]	27,83	36,58	26,70	35,23
Povrchová energie vláken [mN/m]	32,7	32,7	32,7	32,7
Plošná hmotnost změřená [kg/m²]	26,0	40,2	61,5	78,1
Specifický povrch vláken [m²/m²]	3,01	3,55	7,25	7,14
Prázdný prostor [m³/m²]	0,83* le-3	1,36* le-3	l,16*le-3	2,27* le-3
cSTT	4,85	6,39	48,02	30,13
STT změřená	4,89	5,92	více než 50	28,70

Příklad 3:

Za použití dvou za sebou uspořádaných zvlákňovacích hlav REICOFIL se stejným nastavením 5 typu spunbond pro výrobu bi-komponentních vláken byla vyrobena netkaná textilie z vláken se souběžně uspořádanými průřezy (strana/strana), která mají kruhový tvar. Jádro bylo vyrobeno z PLA (pryskyřice typ 6202 od společnosti Nature Works) a plášť z PP (Tatren HT2511 od společnosti Slovnaft) polymeru. Procesní podmínky a výsledné parametry textilie pro každý z příkladů 3A až 3D jsou uvedeny v Tabulce 5 níže.

Tabulka 5

Příklad	3A	3B	3C	3D
Plošná hmotnost stanovená [g/m²]	35	35	35	35
Složení vláken	PLA/PP	PLA/PP	PLA/PP	PLA/PP
Průřez	s/s	S/S	S/S	S/S
Hmotnostní poměr	50:50	70:30	70:30	70:30
Typ objemnosti	tepelně aktivované samovolné obloučkování	tepelně aktivované samovolné obloučkování	tepelně aktivované samovolné obloučkování	tepelně aktivované samovolné obloučkování
Hydrofilní ošetření	ne	ne	ne	prostředek pro konečnou úpravu

- 17 CZ 2020 - 256 A3

				PHP10
Tloušťka [mm]	0,39	0,44	0,84	0,44
Zjištěný průměr vláken [pm]	13,76	17,45	31,70	17,45
Povrchová energie vláken [mN/m]	37,85	41,15	41,15	55,4
Plošná hmotnost změřená [kg/m²]	31,83	35,18	36,01	35,18
Specifický povrch vláken [m²/m²]	9,22	6,96	3,92	6,96
Prázdný prostor [m³/m²]	0,36* le-3	0,41* le-3	0,81*le-3	0,40* le-3
cSTT	91,74	35,57	5,89	14,68
STT změřená	více než 50	36,94	6,17	13,88

Příklad 4:

Za použití dvou za sebou uspořádaných zvlákňovacích hlav REICOFIL se stejným nastavením 5 typu spunbond pro výrobu bi-komponentních vláken byla vyrobena netkaná textilie z vláken se souběžně uspořádanými průřezy (strana/strana), která mají kruhový tvar. Jádro bylo vyrobeno z PLA (pryskyřice typ 6202 od společnosti Nature Works) a plášť z PE (Bio-PE SHA 7260) polymeru. Procesní podmínky a výsledné parametry textilie pro každý z příkladů 4A až 4D jsou uvedeny v Tabulce 6 níže.

Tabulka 6

Příklad	4A	4B	4C	4D
Plošná hmotnost stanovená [g/m²]	35	35	35	35
Složení vláken	PLA/PE	PLA/PE	PLA/PE	PLA/PE
Průřez	eC/S	eC/S	s/s	S/S
Hmotnostní poměr	70:30	80:20	70:30	60:40
Typ objemnosti	tepelně aktivované samovolné obloučkování	tepelně aktivované samovolné obloučkování	tepelně aktivované samovolné obloučkování	tepelně aktivované samovolné obloučkování
Hydrofílní ošetření	ne	ne	ne	ne
Tloušťka [mm]	0,33	0,48	0,37	0,51
Zjištěný průměr vláken [pm]	19,37	40,03	19,37	32,37

- 18 CZ 2020 - 256 A3

Povrchová energie vláken [mN/m]	34,3	34,3	41,8	41,8
Plošná hmotnost změřená [kg/m²]	35,13	35,29	34,63	34,09
Specifický povrch vláken [m²/m²]	6,27	3,13	6,18	3,74
Prázdný prostor [m³/m²]	0,30* le-3	0,45* le-3	0,34* le-3	0,48* le-3
cSTT	68,57	11,47	32,32	8,15
STT změřená	více než 50	12,01	34,12	6,99

Příklad 5:

Za použití dvou za sebou uspořádaných zvlákňovacích hlav REICOFIL se stejným nastavením 5 typu spunbond pro výrobu bi-komponentních vláken byla vyrobena netkaná textilie s typem vlákna, které má průřez jádro-plášť kruhového tvaru. Jádro bylo vyrobeno z PET (pryskyřice typ 5520 od společnosti Invista). Všechny vzorky byly hydrofilizovány pomocí prostředku pro konečnou úpravu (PHP 90 od společnosti Schill a Seilacher) za použití nabíracího válce. Procesní podmínky a výsledné parametry textilie pro každý z Příkladů 5A až 5D jsou uvedeny v Tabulce 7 ίο níže.

Tabulka 7

Příklad	5A	5B	5C	5D
Plošná hmotnost stanovená [g/m²]	30	60	40	80
Složení vláken	PET/PE	PET/PE	PET/coPET	PET/coPET
Průřez	c/s	C/S	C/S	C/S
Hmotnostní poměr	77:23	77:23	77:23	77:23
Plášťový polymer	PE Aspun 6834	PE Aspun 6834	coPET Trevira	coPET Trevira
Typ objemnosti	řízené smršťování	řízené smršťování	řízené smršťování	řízené smršťování
Hydrofilní ošetření	prostředek pro konečnou úpravu PHP 90	prostředek pro konečnou úpravu PHP 90	prostředek pro konečnou úpravu PHP 10	prostředek pro konečnou úpravu PHP 10
Tloušťka [mm]	0,78	1,34	1,23	2.86
Zjištěný průměr vláken [pm]	31,49	35,77	28,52	37,33
Povrchová energie vláken	52,7	52,7	54,3	54,3

- 19 CZ 2020 - 256 A3

[mN/m]
Plošná hmotnost změřená [kg/m²]	30,1	60,5	40,6	83,2
Specifický povrch vláken [m²/m²]	3,0	5,3	4,2	6,5
Prázdný prostor [m³/m²]	0,75* le-3	1,29* le-3	1,20* le-3	2,80* le-3
cSTT	1,48	5,45	2,19	4,71
STT změřená	1,23	4,04	1,18	4,38

Příklad 6:

Dvě vrstvy byly zkombinovány vjeden kompozit. Vrstvy a jejich specifikace jsou uvedeny 5 v tabulce 8 níže:

Tabulka 8

Příklad	6A	6B	6C	6D
Vrstva A	Příklad ID	Příklad 2A	Příklad 2A	Příklad 3B
cSTT vrstvy A	4,52	4,85	4,85	5,89
Vrstva B	Příklad 2B	Příklad 2D	Příklad 3C	Příklad 3C
cSTT vrstvy B	6,39	10,8	35,6	35,6
Celková plošná hmotnost [kg/m²]	100	60	60	70
Celk. specif, povrch vláken [m²/m²]	8,87	7,88	9,97	10,88
Celkový prázdný prostor [m³/m²]	3,68* le-3	1,45* le-3	1,25* le-3	1,22* le-3
Součet A(cSTT) + B(cSTT)	11	16	40	41
STT změřená	4,9	8,2	12,8	14,1

ίο Tyto vzorky poskytly vynikající distribuci kapaliny ve vrstvách.

V následující tabulce jsou dvě vrstvy zkombinovány do jednoho kompozitu, vrstva A je netkaná textilie o plošné hmotnosti 40 g/m², vyrobená ze zesítěných, obloučkovaných a vyztužených vláken, dodaných společností International Paper (dříve Weyerhaeuser). Tato celulózová vlákna 15 měla průměrnou tloušťku 25,33 mikrometrů (plocha povrchu vláken 4,16 m²/m²) s povrchovou energií 46,4 mN/m a tloušťkou 2,2 mm (0,0022 m³/m² prázdného prostoru), což poskytlo cSTT o hodnotě 1,86 a také, ve skutečnosti, vrstva vtáhla kapalinu velmi rychle, přičemž povrch byl po absorpci kapaliny suchý.

- 20 CZ 2020 - 256 A3

Tabulka 9

Příklad	6E	6F	6G
Vrstva A	celulóza	celulóza	Příklad 2A
cSTT vrstvy A	1,86	1,86	1,86
Vrstva B	Example 2B	Example 2D	Example 3C
cSTT vrstvy B	6,39		35,6
Celková plošná hmotnost [kg/m²]	80		75
Celkový specifický povrch vláken [m²/m²]	7,71		11,1
Celkový prázdný prostor [m³/m²]	3,57* le-3		2,63* le-3
Součet A(cSTT) + B(cSTT)	8		37
STT změřená	2,7		3,2

Příklad 7:

Dvě vrstvy byly zkombinovány do jednoho kompozitu. Obě vrstvy byly PET/PE textilie o plošné hmotnosti 60 g/m² takové, jaké byly popsány v příkladech 5B a 2C. Kombinace vrstev je uvedena v tabulce níže:

Příklad	7A	7B	7C
Vrstva A	Example 2C	Example 5B	Example 5B
cSTT vrstvy A	48,02	5,45	5,45
Hydrofilní ošetření vrstvy A	ne	ano	ano
Vrstva B	Příklad 2C	Příklad 2C	Příklad 5B
cSTT vrstvy B	48,02	48,02	5,45
Hydrofilní ošetření vrstvy B	ne	ne	Ano
Celková plošná hmotnost [kg/m²]	120	120	120
Celkový specifický povrch vláken [m²/m²]	14,8	12,6	10,6
Celkový prázdný prostor [m³/m²]	2,3* le-3	2,45* le-3	2,58* le-3
Součet A(cSTT) + B(cSTT)	96	53	11
STT změřená	více než 50	2,67	1,87

ίο Metodologie testování

- 21 CZ 2020 - 256 A3 „Plošná hmotnost“ netkané textilie je měřena pomocí zkušební metody podle evropské normy EN ISO 9073-1:1989 (odpovídá metodice WSP 130.1). K měření se používá 10 vrstev netkané textilie, přičemž velikost plochy vzorků činí 10x10 cm².

„Tloušťka“ neboli „měřená výška“ netkaného materiálu se určuje pomocí zkušební měřicí metody podle evropské normy EN ISO 9073-2:1995 (odpovídá metodice WSP 120.6), která je modifikována následujícím způsobem:

1. Materiál má být měřen za použití vzorku, který byl odebrán z výroby, aniž přitom byl vystaven vyšším deformačním silám nebo aniž by přitom byl déle než jeden den vystaven působení tlaku (například tlaku vyvíjenému válcem výrobního zařízení), jelikož v opačném případě musí být materiál po dobu alespoň 24 hodin ponechán volně položený na povrchu.

2. Celková hmotnost horního ramena zkušebního stroje včetně přídavného závaží činí 130 g.

Hodnota „středního průměru vlákna“ ve vrstvě se vyjadřuje v jednotkách soustavy SI, jimiž jsou mikrometry (pm) nebo nanometry (nm). Pro určení této střední hodnoty je nutné odebrat vzorek netkané textilie v alespoň třech místech, která jsou vzájemně vzdálena o alespoň 5 cm. V každém z těchto vzorků je nutno změřit průměr alespoň 50 jednotlivých vláken v každé ze sledovaných vrstev. K tomu je možno použít například optický nebo elektronový mikroskop (v závislosti na průměru měřených vláken). V případě, že se průměr vláken v jednom vzorku významně liší od průměrů vláken ostatních dvou vzorků, je nutno celý vzorek vyřadit a připravit nový.

V případě kruhových vláken se jejich průměr měří jako průměr jejich průřezu. V případě jakéhokoli jiného tvaru průřezu vláken (např. v případě vláken s dutým nebo trojcípým průřezem) je třeba zjistit velikost plochy průřezu každého měřeného vlákna a přepočítat ji na kruhovou plochu mající stejnou velikost. Průměr této teoretické kruhové plochy je pak průměrem vlákna.

Hodnoty naměřené pro každou vrstvu, sestávající ze všech tří vzorků, se sloučí do jediné sady hodnot, ze které se následně určí střední hodnota. Platí, že alespoň 50% vláken má průměr menší než střední hodnota nebo roven střední hodnotě a alespoň 50% vláken má průměr větší než střední hodnota nebo roven střední hodnotě. Pro zjištění střední hodnoty dané sady hodnot vzorků je postačující uspořádat tyto hodnoty podle velikosti a poté vybrat hodnotu nacházející se uprostřed tohoto výčtu. V případě, že sada vzorků má sudý počet položek, obvykle se střední hodnota určuje jako aritmetický průměr hodnot nacházejících se v umístěních N/2 a N/2+1.

Pojem „prázdný objem“ se zde vztahuje k celkovému množství prázdného prostoru v materiálu, které je vztaženo k celkovému objemu, zaujímanému tímto materiálem.

Celkový objem zaujímaný materiálem je přitom roven celkovému objemu netkané textilie a lze jej vypočítat z hodnoty tloušťky (výšky) této netkané textilie za použití následující rovnice:

celkový objem (m³) = měřená výška textilie (m) * 1 (m) * 1 (m)

Celkové množství prázdného prostoru v materiálu je pak možné vypočítat za použití této rovnice:

prázdný objem = celkový objem textilie (m³) - objem hmoty (m³)

Celkový objem hmoty je možné vypočítat za použití této rovnice:

objem hmoty (m³) = (hmotnost v kilogramech založená na plošné hmotnosti (kg)) / hmotnostní hustota (kg/m³)

- 22 CZ 2020 - 256 A3 přičemž hmotnostní hustotu je možné vypočítat ze známého složení nebo měření podle normy ISO 1183-3:1999.

Hodnotu prázdného objemu je tedy možné vypočítat za použití této rovnice:

Prázdný objem (%) = [1 - (objem filamentů v 1 m² vrstvy netkané textilie/objem 1 m² vrstvy netkané textilie)] * 100%

Pro filamenty s jednou složkou tedy platí:

Prázdný objem (%) = [1- (plošná hmotnost (g/m²)/měřená výška (mm))/hmotnostní hustota (kg/m³)]

Pokud jsou uvažovány vícesložkové filamenty, přičemž hustoty složek se liší, objem filamentů na 1 m² netkané textilie (NT) musí být vypočten podle toho.

Pojem „regenerace” objemnosti po aplikaci tlaku se zde vztahuje k poměru tloušťky textilie po uvolnění zatížení a původní tloušťky této textilie. Tloušťka textilie je měřena v souladu s EN ISO 9073-2:1995 za použití předběžného zatížení 0,5 kPa). Proces měření regenerace sestává z následujících kroků:

1. Příprava vzorků textilie o velikosti 10x10 cm

2. Změření tloušťky 1 kusu textilie

3. Změření tloušťky 5 na sobě naskládaných kusů textilie za použití předběžného zatížení silou, odpovídající tlaku 0,5 kPa (Ts)

4. Zatížení 5 na sobě naskládaných kusů textilie na zařízení k měření tloušťky (2,5 kPa) po dobu 5 minut

5. Uvolnění závaží a vyčkání po dobu 5 minut

6. Změření tloušťky 5 na sobě naskládaných kusů textilie za použití předběžného zatížení silou, odpovídající tlaku 0,5 kPa (Tr)

7. Výpočet regenerace v souladu s následující rovnicí:

Regenerace = Tr/Ts (bez jednotky)

Ts = tloušťka čerstvého vzorku

Tr = tloušťka regenerovaného vzorku

Pojem „stlačitelnost“ se zde vztahuje ke vzdálenosti v mm, o kterou je netkaná textilie stlačena zatížením, definovaným při měření „pružnosti“. Může být také vypočtena jako: pružnost (bez jednotky) * tloušťka (mm). „Pružnost“ netkané textilie je měřena zkušební metodou v souladu s evropskou normou EN ISO 964-1, modifikovanou následujícím způsobem:

1. Změření tloušťky j edné vrstvy textilie

2. Příprava vzorků textilie tak, aby jejich celková tloušťka po naskládání na sebe činila celkově alespoň 4 mm, optimálně 5 mm. Skupina na sebe naskládaných kusů textilie obsahuje alespoň 1 kus textilie

- 23 CZ 2020 - 256 A3

3. Změření tloušťky skupiny na sebe naskládaných vzorků textilie

4. Aplikace síly 5 N s rychlostí zatížení 5 mm/min na skupinu na sebe naskládaných vzorků netkané textilie

5. Změření vzdálenosti, odpovídající pohybu upínacích prvků

6. Výpočet pružnosti (R) podle rovnice:

R (bez jednotky) = TI (mm)/T0 (mm) nebo

R (%) = TI (mm)/T0 (mm) * 100%

TI = vzdálenost, odpovídající pohybu upínacích prvků při zatížení 5 N [mm] = míra stlačení skupiny na sebe naskládaných kusů textilie

TO = tloušťka (v souladu s EN ISO 9073-2:1995 za použití síly předběžného zatížení 1,06 N) [mm] „Míra zobloučkování“ se měří v souladu s ASTM D-3937-82, modifikovaným následujícím způsobem:

1. Jednotka, používaná pro měření, je „obloučky/cm“

Stanovení míry zobloučkování ve spojené vrstvě je problém, protože jednotlivá vlákna jsou navzájem spojena, atak jedno vlákno nelze oddělit z kompozice (bez rizika ovlivnění původního stupně zobloučkování) a změřit hodnotu zobloučkování a délku vlákna. Pro účely tohoto vynálezu může být použit následující odhad:

1. Je poskytnut obrázek hodnocené vrstvy ve zvětšení takovém, že lze dobře vidět vlákna

2. Je vybráno jediné vlákno, u něhož je označena dráha obrázkem nebo alespoň částí obrázku

3. Délka označeného vlákna v obrázku je změřena

4. Je spočítán počet obloučků v měřeném vláknu

Na rozdíl od měření individuálních vláken není možné umístit vlákno takovým způsobem, aby všechny obloučky mohly být vidět zřetelně a potom mohly být spočítány v opakující se sekvenci. V pojené struktuře mohou být některé části ve směru z zakryty, některé části mohou být zakryty pojením. Každé otočení vlákna se počítá jako polovina obloučku. Jako polovina obloučku se počítá také přechod od ostrého k rozmazanému v jednom vláknu.

5. Je vypočten počet obloučků/cm

Je třeba mít na paměti, že hodnota je vypočtená z 2D obrázku 3D objektu, a délka vlákna ve směru z tak není výpočtem zahrnuta. Skutečná délka vlákna by pravděpodobně byla větší. 2D obrázek může také skrýt některé obloučky na vláknu, obzvláště v blízkosti bodu pojení. Je nicméně předpokládáno, že popsané výpočty mohou poskytnout relevantní odhad zobloučkování vláken.

„Objemová hmotnost“ netkaného materiálu je vypočtena za použití následující rovnice:

Pb = objemová hmotnost [kg/m³] = plošná hmotnost (g/m²)/tloušťka textilie (mm)

- 24 CZ 2020 - 256 A3

BW = plošná hmotnost (v souladu s EN ISO 9073-1:1989) [g/m²]

T = tloušťka (v souladu s EN ISO 9073-2:1995) [mm]

Objemová hmotnost jedné vrstvy v kompozitu:

1. Za použití optické metody je změřena tloušťka jedné vrstvy v průřezu netkané textilie. Vzorků je alespoň 10 a tento počet je stanoven tak, že korigovaná směrodatná odchylka 5 vzorku je menší než 30 % průměrné hodnoty (v je pod 30 %)

2. Plošná hmotnost j e změřena následuj ícím způsobem:

a. Je odebrána hodnota z výroby

b. Získat přibližnou hodnotu je možné následujícími způsoby:

i. Je odebrán vzorek o známé velikosti plochy povrchu ii. Vrstvy jsou opatrně odděleny jedna od druhé nebojsou oddělena vlákna od vrstev iii. Je změřena hmotnost oddělených vrstev a vláken z nich iv. Ze známé velikosti plochy povrchu a z hmotnosti vrstvy je vypočtena plošná hmotnost

v. Počet vzorků je alespoň 10 a tento počet je stanoven tak, že korigovaná směrodatná odchylka 5 vzorkuje méně než 20 % průměrné hodnoty (v je méně než 20 %)

Korigovaná směrodatná odchylka vzorkuje vypočtena za použití následující rovnice:

e v = |· 100 (%)

Přičemž:

N - počet vzorků xi - jedna změřená hodnota x - průměrná změřená hodnota

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vlákenná vrstva, přičemž povrch vláken má povrchovou energii nižší než 50 mN/m, vyznačující se tím, že vypočtený koeficient doby pronikání kapaliny (cSTT) vlákennou vrstvou je nižší než 20 a vlákenná vrstva je pojená v celém svém objemu v pojících bodech na styku vlákna s vláknem, přičemž cSTT ~--------“V--7---“A--------;-----------------------;----- X 6’30 (sped/fc&ý jtrásáný oh/em) x (pwrctoá energie powcAti vláken)'³ přičemž specifický povrch vláken je plocha povrchu vláken v m² na 1 m² vlákenné vrstvy, plošná hmotnost je hmotnost vrstvy v kg na 1 m² vlákenné vrstvy, specifický prázdný objem je objem prázdných prostor mezi vlákny v m³ na 1 m² vlákenné vrstvy
2. Vlákenná vrstva podle nároku 1, vyznačující se tím, že vypočtený koeficient doby pronikání kapaliny (cSTT) vlákenné vrstvy je nižší než 15, s výhodou nižší než 10, výhodněji nižší než 7, nej výhodněji nižší než 5.
3. Vlákenná vrstva podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že plošná hmotnost vlákenné vrstvy je v rozsahu 8 až 200 g/m² a přednostně plošná hmotnost vlákenné vrstvy je vyšší než 15 g/m², výhodněji vyšší než 20 g/m², nejvýhodněji vyšší než 20 g/m² a/nebo plošná hmotnost vlákenné vrstvy je nižší než 150 g/m², výhodněji nižší než 100 g/m², výhodněji nižší než 80 g/m², nejvýhodněji nižší než 60 g/m².
4. Vlákenná vrstva podle kteréhokoliv z přecházejících nároků, vyznačující se tím, že všechny složky vláken první vlákenné vrstvy jsou uspořádány napříč průřezu vláken v konfiguraci, nepodporující obloučko vání.
5. Vlákenná vrstva podle nároku 4, vyznačující se tím, že vlákna zahrnují alespoň jeden polymemí materiál ze skupiny, sestávající z polyesterů, polyamidů a jejich směsí.
6. Vlákenná vrstva podle nároku 5, vyznačující se tím, že vlákna zahrnují alespoň jeden polymemí materiál ze skupiny, sestávající z PET, coPET, PLA, coPLA a jejich směsí.
7. Vlákenná vrstva podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že všechny složky vláken vlákenné vrstvy jsou uspořádány napříč průřezu vláken v konfiguraci, podporující obloučko vání.
8. Vlákenná vrstva podle nároku 7, vyznačující se tím, že vlákna zahrnují alespoň jeden polymemí materiál ze skupiny, sestávající z polyesterů, polyamidů a jejich směsí.
9. Vlákenná vrstva podle nároku 8, vyznačující se tím, že vlákna zahrnují alespoň jeden polymemí materiál ze skupiny, sestávající z PET, coPET, PLA, coPLA, PP, PE, kopolymeru PP/PE a jejich směsí.

- 26 CZ 2020 - 256 A3
10. Vlákenná vrstva podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vlákna jsou vlákna zesítěné celulózy.
11. Textilie, zahrnující vlákennou vrstvu podle kteréhokoliv z přecházejících nároků, vyznačující se tím, že vlákenná vrstva tvoří první vlákennou vrstvu (A) a textilie zahrnuje druhou vlákennou vrstvu (B) uspořádanou tak, že přiléhá k první vlákenné vrstvě (A), přičemž rozdíl mezi vypočteným koeficientem doby pronikání kapaliny cSTT první vláklenné vrstvy (A) a druhé vlákenné vrstvy (B) je alespoň 0,5, s výhodou alespoň 1,0, výhodněji alespoň 1,5 a nejvýhodněji alespoň 2,0.
12. Textilie podle nároku 11, vyznačující se tím, že první vlákenná vrstva (A) zahrnuje vlákna zesítěné celulózy.
13. Vlákenná struktura zahrnující alespoň dvě vrstvy, jednu žních zahrnující obloučko váná, vyztužená a vlákna zesítěné celulózy a druhou zahrnující syntetická vlákna, vyznačující se tím, že vlákna celulózy ve svém průřezu vykazují velký počet fibril a syntetická vlákna ve svém průřezu zahrnují homogenní polymer nebo polymery a vlákna celulózy mají průměrnou délku maximálně 8 mm nebo méně a syntetická vlákna mají průměrnou délku větší než 80 mm a alespoň jedna z vrstev obsahuje pojící materiál
14. Vlákenná struktura podle nároku 13, vyznačující se tím, že syntetická vlákna jsou nekonečné vícesložkové filamenty typu spunbond.
15. Vlákenná struktura podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že pojící materiál je obsažen ve vláknech nebo filamentech kterékoliv vrstvy a s výhodou je pojící materiál přítomen jako složka povrchu těchto vláken nebo filamentů.
16. Vlákenná struktura podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že pojící materiál je ve formě pojícího prášku přidán do jedné nebo více vlákenných vrstev nebo mezi ně.
17. Textilie, zahrnující alespoň dvě vlákenné vrstvy (A, B), vyznačující se tím, že první vrstva (A) na alespoň části povrchu vláken zahrnuje hydrofilní prostředek pro konečnou úpravu, který je alespoň částečně rozpustný ve vodném roztoku, a cSTT první vrstvy (A) je nižší než cSTT druhé vrstvy (B), přičemž rozdíl v cSTT vrstev (A, B) je alespoň 5,0, s výhodou alespoň 10,0, s výhodou alespoň 15,0, výhodněji alespoň 20,0, přičemž pro každou vlákennou vrstvu platí pmwi vlá&en)² X (plošnáhmotnost) (specif ťchý prášený objem) X (povrchová energie potmchM viá&en)³

X 600 přičemž specifický povrch vláken je plocha povrchu vláken v m² na 1 m² vlákenné vrstvy, plošná hmotnost je hmotnost vrstvy v kg na 1 m² vlákenné vrstvy, specifický prázdný objem je objem prázdných prostorů mezi vlákny v m³ na 1 m² vlákenné vrstvy.
18. Produkt s absorpčními vlastnostmi, zahrnující svrchní vrstvu, vnější krycí vrstvu a alespoň jednu střední netkanou vlákennou vrstvu, uspořádanou mezi svrchní vrstvou a vnější krycí vrstvou,

- 27 CZ 2020 - 256 A3 která zahrnuje polymemí částice se zvýšenými absorpčními schopnostmi, vyznačující se tím, že alespoň jedna ze svrchní vrstvy, vnější krycí vrstvy a střední netkané vlákenné vrstvy je tvořena vlákennou vrstvou podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, nebo textilií podle kteréhokoliv z nároků 11 a 12, nebo vlákennou strukturou podle kteréhokoliv z nároků 13 až 16, nebo textilií podle nároku 5 17.