DE10249253B4

DE10249253B4 - Polymermischung zur Herstellung eines Faservliesstoffes aus elastomeren Mikrofasern

Info

Publication number: DE10249253B4
Application number: DE2002149253
Authority: DE
Inventors: Markus Hamulski
Original assignee: Nordenia Deutschland Gronau GmbH
Current assignee: Mondi Gronau GmbH
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: DE10249253A1

Abstract

Verwendung einer als Polymerschmelze verarbeiteten Polymermischung aus unhydrierten Styrol-Blockcopolymeren, Modifikatoren und Stabilisatoren zur Herstellung eines aus elastomeren Mikrofasern bestehenden und nach dem Schmelzblas-Spinnvliesverfahren hergestellten elastischen Faservliesstoffes, der nach einer einachsigen Verstreckung um 200 % eine bleibende Verformung von weniger als 40 % aufweist, mit der Maßgabe,
dass als unhydrierte Styrol-Blockcopolymere Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymere (SIS) oder Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere (SBS) oder Mischungen dieser Blockcopolymere eingesetzt werden,
dass die Modifikatoren aus der Gruppe der Paraffine, Polystyrolhomopolymere oder Ethylenelastomere ausgewählt und zur Reduzierung der Viskosität der Polymerschmelze mit einem Anteil zwischen 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% in der Polymermischung eingesetzt werden und
dass die Stabilisatoren in einer Menge von bis zu 2 Gew.-% in der Polymermischung zugegeben werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Polymermischung zur Herstellung eines Faservliesstoffes aus elastomeren Mikrofasern.

Aus US 4 663 220 ist eine Polymermischung aus vollhydriertem SEBS-Blockcopolymer und Polyolefinen bekannt. Die Polymermischung eignet sich zur Herstellung von elastomeren Vliesstoffen aus Mikrofasern, die häufig nach einem Schmelzblas-Spinnvliesverfahren hergestellt werden. Dabei wird die Polymerschmelze durch Kapillaren gepresst und werden die aus den Kapillaren austretenden Schmelzefäden von Heißluft angeströmt und geformt.

Besonders bei Faservliesstoffen, die in Massenprodukten wie Babywindeln und ähnlichen Einweghygieneartikeln zur Anwendung kommen, besteht ein Bedürfnis für die Verwendung möglichst preiswerter Materialien. Bei der Verwendung kostengünstigerer unhydrierter Styrol-Blockcopolymere besteht das Problem, dass diese elastomeren Materialien eine vergleichsweise schlechte Wärmebeständigkeit aufweisen und bei ihren Verarbeitungstemperaturen zur Vernetzung neigen.

Aus der Druckschrift "Kautschuk Gummi Kunststoffe (1999), 52. Jahrgang, Nr. 9, Seiten 586–587", sowie den Chemical Abstracts CA 137: 110386 und CA 112: 79128 ist es bekannt, die physikalischen Eigenschaften von 3-Blockcopolymeren mit Hilfe von Ölen zu beeinflussen. Die Herstellung eines Faservliesstoffes ist darin nicht offenbart.

Die DE 696 12 841 T2 beschreibt einen mehrlagigen Vliesstoff mit einer Zwischenschicht aus elastomeren Fasern. Die Zwischenschicht kann aus einem schmelzgeblasenen Vliesstoff bestehen, der elastomer ist und aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus styrolischen Block copolymeren, Polyolefinen, Polyurethanen, Polyestern, Polyetherestern und Polyamiden hergestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polymermischung zur Herstellung eines Faservliesstoffes aus elastomeren Mikrofasern anzugeben, dessen Fasern sich durch eine hohe Elastizität auszeichnen.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist die Verwendung einer als Polymerschmelze verarbeiteten Polymermischung aus unhydrierten Styrol-Blockcopolymeren, Modifikatoren und Stabilisatoren zur Herstellung eines aus elastomeren Mikrofasern bestehenden und nach dem Schmelzblas-Spinnvliesverfahren hergestellten elastischen Faservliesstoffes, der nach einer einachsigen Verstreckung um 200 % eine bleibende Verformung von weniger als 40 % aufweist, mit der Maßgabe,
dass als unhydrierte Styrol-Blockcopolymere Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymere (SIS) oder Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere (SBS) oder Mischungen dieser Blockcopolymere eingesetzt werden,
dass die Modifikatoren aus der Gruppe der Paraffine, Polystyrolhomopolymere oder Ethylenelastomere ausgewählt und zur Reduzierung der Viskosität der Polymerschmelze mit einem Anteil zwischen 20 Gew.-% bis 50 Gew.-% in der Polymermischung eingesetzt werden und
dass die Stabilisatoren in einer Menge von bis zu 2 Gew.-% in der Polymermischung zugegeben werden.

Beim Schmelzblas-Spinnvliesverfahren wird die Polymerschmelze durch Kapillaren gepresst und werden die aus den Kapillaren austretenden Schmelzefäden von Heißluft angeströmt und geformt. Die dabei gebildeten Mikrofasern werden auf einem Siebband abgelegt. Sie weisen einen Faserdurchmesser von weniger als 100 μm auf.

Die erfindungsgemäße Lehre erlaubt die Herstellung von Faservliesstoffen hoher Elastizität, die sich durch weiche und textilähnliche Eigenschaften auszeichnen. Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Herstellung eines Faservliesstoffes, der eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 5000 ml/(m²d) aufweist.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es wurden Polymermischungen aus unhydrierten Styrol-Blockcopolymeren, Modifikatoren und Stabilisatoren hergestellt. Als Styrol-Blockpolymere wurden ein Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SBS) mit einem mittleren Molekulargewicht von 125 kg/mol und ein Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (SIS) mit einem Molekulargewicht von 90 kg/mol verwendet. Als Stabilisatoren wurde eine Mischung aus handelsüblichen Produkten Irganox 3052, Irgafos TNPP und Tinufin 326 eingesetzt. Die Stabilisatoren wurden stets in einer Menge von 1 Gew.-% bezogen auf die Polymermischung eingesetzt. Als Modifikatoren wurden berücksichtigt:

(a) ein Paraffin mit einem Molekulargewicht von 400;
(b) ein Polystyrolhomopolymer mit einer Schmelzvolumenrate MVR von 28 cm³/10 min. bei 200°C und 5 kg;
(c) ein Polyethylenelastomer mit einer Dichte von 0,870 g/cm³ und einem Schmelzindex von 30 g/10 min. bei 190°C, 2,16 kg;
(d) aliphatisches Kohlenwasserstoffharz Escorez 1102.

Aus den genannten Komponenten wurden folgende Polymermischungen hergestellt:
Beispiel 1: 62 Gew.-% SBS; 37 Gew.-% Paraffin; 1 Gew.-% Stabilisatoren;
Beispiel 2: 62 Gew.-% SIS; 37 Gew.-% Paraffin; 1 Gew.-% Stabilisatoren;
Beispiel 3: 31 Gew.-% SBS; 31 Gew.-% SIS; 37 Gew.-% Paraffin; 1 Gew.-% Stabilisatoren;
Beispiel 4: 31 Gew.-% SIS; 31 Gew.-% SBS; 20 Gew.-% Paraffin; 17 Gew.-% Escorez 1102; 1 Gew.-% Stabilisatoren;
Beispiel 5: 31 Gew.-% SIS; 31 Gew.-% SBS; 27 Gew.-% Paraffin; 10 Gew.-% Polystyrol, 1 Gew.-% Stabilisatoren;
Beispiel 6: 50 Gew.-% SBS; 49 Gew.-% Ethylenelastomer; 1 Gew.-% Stabilisatoren;
Beispiel 7: 30 Gew.-% SBS; 35 Gew.-% SIS; 20 Gew.-% Paraffin; 14 Gew.-% Polystyrol; 1 Gew.-% Stabilisatoren.
Aus den Polymermischungen wurden nach einem Schmelzblas-Spinnvliesverfahren flächige Faservliesstoffe hergestellt. Die Vliesstoffherstellung erfolgte auf einer Anlage mit einem Doppelschneckenextruder, einer Zahnradpumpe sowie einem Meltblow-Balken mit kapillarförmigen Austritten für die Polymerschmelze. Die Polymermischungen wurden in dem Doppelschneckenextruder aufgeschmolzen und durch die Zahnradpumpe in den Meltblow-Balken gepresst. Die aus den Kapillaren austretenden Schmelzefäden wurden durch Heißluft angeströmt. Die auf diese Weise geformten Fasern wurden auf ein Siebband abgelegt; die Luft wurde abgesaugt. Bei allen Versuchen wurde die Temperatur im Extruder auf 200°C und im Meltblow-Balken auf 235°C eingestellt.
Die hergestellten Muster wurden zu Prüfzwecken zwischen zwei Lagen aus PP-Vliesstoff verklebt und anschließend in Querrichtung verdehnt. In allen Fällen waren Laminate vorhanden, die in Querrichtung dehnfähig waren und ein gutes Rückstellvermögen zeigten.