DE2007633A1 - Nichtgewebtes Applikationsmaterial - Google Patents

Description

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DR. KURT-ÄÜDOLF EIKENBERG ö

PATENTANWALT

3 HAKNOVEH · 8CHACKSTRASSE 1 · TELEFON (0511) 814068 · KABEL PATENTION HANNOVER

Kimberly-Clark Corporation 240/457

Nichtgewebtes Applikationsmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf nioht gewebtes Material und insbesondere auf nichtgewebtes Applikationsmaterial.

Niohtgewebtes Material setzt sich wegen seiner verhältnismäßig geringen Kosten und der gegenüber gewebten Stof fen einfachen Herstellbarkeit in zunehmendem Maße für Klei-

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dungsstücke durch, die nach Gebrauch weggeworfen werden. Ein hierfür gut geeignetes Material ist ein Grobgefüge, d.h. ein Gefüge, bei dem sich kreuzende Fäden eine offene Gitterstruktur bilden. Das Grobgefüge besteht aus einer Reihe von im Abstand zueinander angeordneten, sich in Maschinenrichtung erstreckenden Kettenfäden und einer Reihe von quer zu diesen,ebenfalls im Abstand zueinander angeordneten Schußfäden. Die beiden Fadeagruppen liegen aufeinander und sind an ihren Kreuzungspunkten mittels Klebstoff verbunden.

Das Grobgefüge kann mit einer oder mehreren aufgeklebten Schichten aus Zellulosewatte kombiniert werden, so daß ein verstärkter, nichtgewebter Stoff gebildet wird. Aus derartigem Material lassen sich die verschiedensten Arten von Oberbekleidung, z.B. ein Anzug oder ein Kleid herstellen. Jedoch wird ein Material dieser Art im allgemeinen nicht für Wegwerfkleidung verwendet, die in unmittelbarem Kontakt mit der Haut getragen wird, z.B. für Schlüpfer oder dergleichen, weil das Material nicht genügend weich ist und eine unbefriedigende Körperfreundlichkeit aufweist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine leichte Applikation auf dem Grobgefüge aufzubringen und die Applikation mit dem Grobgefüge durch Verwendung des auf den Grobgefügefäden befindlichen Klebers zu verbinden. Versuche, Material dieser Art für Wegwerfschlüpfer und dergleichen zu verwenden, zeigten jedoch keine befriedigenden Ergebnisse. Wenn nämlich ein solches Material der reibenden und soheueroden Wirkung ausgesetzt wird, die beim normalen Gebrauoh von Wegwerf-

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Schlüpfern oder anderen,in Kontakt mit der Haut getragenen Kleidungsstücken auftritt, werden einige der Applikationsfasern abgelöst und bilden störende Pusseln. Alle bisherigen Versuche, die Widerstandsfähigkeit gegen eine solche Materialabtragung zu erhöhen, hatten eine erhebliche Abnahme der Weichheit und der Körperfreundlichkeit des Materials zur Folge.

Darüberhinaus ist die Verwendung nichtgewebten Applikationsmaterials durch seine leichte Entflammbarkeit bisher begrenzt worden. Mittel zur Hemmung der Entflammbarkeit gingen stets mit einer beträchtlichen Verminderung der erwünschten ästhetischen Eigenschaften einher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nichtgewebtes Applikationsmaterial zu schaffen, das sich sowohl für Kleidungsstücke eignet, die in unmittelbarem Kontakt mit der Haut getragen werden und das trotzdem nicht entflammbar

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Material-aus einem Grobgefüge und einer Applikation von etwa 340 g bis etwa 2050 g/m² Gewebe besteht, daß die Applikation mit dem Gewebe haftend verbunden ist und eine Imprägnierung verwendet ist, die aus wenigstens 6 2/3 % Ammoniumsulf amat/ aus wenigstens 3 1/3 % Mono-oder Diammonium Phosrhat oder Ammonium-sulfamat und aus wenigstens 5 % eines Acryl-Klebers mit einem T.-Wert von 0° C oder darunter besteht, wobei die Mengen der Imprägnierungsstoffe auf das unbehandelte Gewicht des Grobgefüges und der Applikation bezogen sind.

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Vorzugsweise werden zur Imprägnierung etwa 10 bis 20 fo Ammonium-sul farn at verwendet. Eine Menge unterhalb 10 % führt nicht zu einer nennenswerten Verringerung der Entflammbarkeit des Applikationsmaterials, während Mengen über 20 % nicht benötigt werden, um die erwünschten Eigenschaften bezüglich Selbstlöschung und Weichheit zu erreiohen. Mono·oder Diammonium Phosphat kann bis zu etwa 1/5 das Ammonium-sulfamat ersetzen.

Das Ammonium-sulfamat verleiht dem Material semipermanente selbstlöschende Eigenschaften bei erhöhter Weichheit und Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, so daß das Material für direkt in Kontakt mit der Haut getragene Wegwerfkleidungsstücke gut verwendbar ist.

In Verbindung mit der Ammonium-sulfamat Imprägnierung kann das nichtgewebte Applikationsmaterial auch mit einem Acrylkleber imprägniert werden, um die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb zu verbessern, ohne dabei in unzulässigem Maß die ästhetischen Eigenschaften zu opfern, und aber gleichzeitig die selbstlöschenden Eigenschaften semi-permanent zu machen, Das Material kann mit einem Acrylkleber imprägniert werden, der einen T.-Wert von O⁰ C oder darunter besitzt (das ist die Temperatur, bei der der Torsionsmodul eines Films aus diesem Material J>OQ kg./cm beträgt). Acrylkleber dieser Art erhöhen die Widerstandsfähigkeit des Ammonium-sulfamats, so daß sich eine erhöhte Beständigkeit ergibt, d.h. die Auslaugung des Ammonium-sulfamats, das normalerweise wasserlöslich ist, wird auf ein Minimum herabgesetzt. Die Menge des Acrylklebers sollte -

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bezogen auf das unbehandelte Gewicht des nichtgewebten Applikationsmaterials - zwischen etwa 5 und etwa 12 % liegen. Unterhalb von 5 # wird die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb durch die Verwendung des Klebers nicht nennenswert erhöht, während Mengen über etwa 12 # zu einer nennenswerten Verringerung der Absorptionsfähigkeit usw. führen. Spezifische Beispiele von geeigneten Acrylklebern sind "Rhoplex HA-8", hergestellt von Röhm & Haas, Philadelphia, Pennsylvania; "Hycar 1562¹¹, "Hycar 1572'!, "Hycar 2671" und "Hycar 2679", hergestellt von B.F. Goddrich, Akron, Ohio; "Resyn 2813" und "Resyn 2833", hergestellt von National Starch and Chemical Company, New York. Vorzugweise wird "Rhoplex HA-8" verwendet, das eine nicht ionische, selbstvernetzende Acryllösung (etwa 46 % Pestbestandteile) mit einem spezifischen Gewicht von 1,05 bei 25° C und einer Viskosität von 515 centipoise bei 25° (Brookfield Viskosimeter) ist.

Das nichtgewebte Applikationsmaterial kann mit einem der konventionellen Farbstoffe eingefärbt werden. Zum Beispiel kann hierfür das von E.I. DuPont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware, hergestellte "Monastral blue" verwendet werden. Die Menge des verwendeten Farbstoffes hängt von dessen Art ab und kann in weiten Grenzen schwanken, d.h. zwischen etwa 0,2 bis etwa 10 # oder mehr Gewichtsanteilen,bezogen j auf das unbehandelte Gewicht des nichtgewebten Applikations- ^: materials. Darüberhinaus können andere konventionelle Zusätze, !

z.B. ein Parfüm oder ein Duftstoff verwendet werden. >

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Beim fertigen Material sind die Applikationsfasern ausreichend mit dem nichtgewebten Material verbunden, so daß ein Abtragen von Pasern durch Reiben und Scheuern beim Tragen unter normalen Bedingungen auf ein Minimum herabgesetzt wird, ohne daß die Weichheit und die Körperfreundliohkelt des Materials nachteilig beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines nichtgewebten Applikationsmaterials gemäß der Erfindung, wobei ein Teil der Applikation zur Veranschaulichung des nichtgewebten Materials weggeschnitten ist und

Flg. 2 eine sohematische Ansicht zur Veranschauli-

ohung der Herstellung des nichtgewebten Applikationsmaterials.

Das in Fig. 1 mit 10 bezeichnete Grobgefüge enthält eine Reihe von Kettenfäden 12, die sioh in Längs- oder Maschi nenrichtung erstrecken, sowie eine Reihe von Sohußfäden 14, die quer zu den Kettenfäden verlaufen. Da das Grobgefüge nichtge webt 1st, liegen alle Schußfäden 14 auf der selben Seite der Kettenfäden 12, und die aufeinanderliegenden Sohuß- und Kettenfäden sind in dieser Lage - wie bei 16 gezeigt - mittels eine;? Klebers an den Kreuzungsstellen miteinander verbunden.

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Die Weichheit des Materials erreicht ein Maximum dadurch, daß nur die Kettenfäden 12 mit Kleber versehen werden. Natürlich kann der Kleber auch auf die Schußfäden 14 aufgebracht werden.

Die Maschengröße des Grobgefüges 10 kann in weiten Grenzen verändert werden. Wenn allerdings die Zahl der Fäden zunimmt, erhöht sich auch die Steifigkeit, so daß sich die ästhetischen Eigenschaften verschlechtern. Bei einer geringeren Zahl von Fäden wird es andererseits schwieriger, die Applikation wirksam mit dem Grobgefüge zu verbinden, und der Widerstand gegen Abrieb nimmt dementsprechend ab. Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, etwa 2 bis 5 Fäden/cm in jeder Richtung vorzusehen.

Die Denierzahl der Fäden kann zwischen etwa 10 bis 100 schwanken. Bei zunehmender Denierzahl erhöht sich die Steifigkeit. Andererseits vermindert eine geringere Denierzahl die Festigkeit des Materials. Die Fäden selbst können aus synthetischem Material hergestellt werden, wobei Nylon oder Rayonfasern zu bevorzugen sind. Es können auch Glas- oder Polyesterfasern verwendet werden. Die 'Fäden können entweder Einzelfäden sein oder aus einem Mehrfachgarn bestehen. Mit dem Grobgefüge 10 ist eine Applikation 18 verbunden. Die Menge der Applikation kann zwischen etwa 5^0 g und 2OJ5O g/m Grobgewebe schwanken. Die Jev. ails zu verwendende Menge hängt von den gewünschten Eigenschaften und dem verwendeten Material ab. Baumwolle und Rayon sind %egen ihrer hervorragenden Absorptionsfähigkeit zu bevorzugen,

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Jedoch können auch Nylon oder Polyester zur Anwendung kommen. Geringere Mengen des Applikationsmaterials führen zu einer erhöhten Durchsichtigkeit bei gleichzeitiger Verminderung der Absorptionsfähigkeit und der Weichheit, während durch größere Mengen die Kosten erhöht werden, ohne daß sich eine nennenswerte Verbesserung der Eigenschaften ergibt.

Das nichtgewebte Applikationsinaterial wird dann behandelt, um ihm semi-permanente selbstlöschende Eigenschaften mit erhöhter Weichheit und Widerstandsfähigkeit gegen ^Abrieb zu verschaffen. Selbstlöschend wird das Material durch Imprägnierung mit etwa 10 bis 20 % Ammonium-sulfamat - bezogen auf das Gewicht des unbehandelten nichtgewebten Applikationsmaterials - gemacht.

In Verbindung mit dem Zusatz des Ammonium-sulfamats' wird das Material mit einem Acrylkleber imprägniert, um die Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb zu verbessern, ohne die ästhetischen Eigenschaften ungebührlich zu verschlechtern,

um aber gleichzeitig die selbstlöschenden Eigenschaften semipermanent zu machen.

Bei einer spezifischen AusfUhrungsform setzt sich das nichtgewebte Applikationsmaterial wie folgt zusammen:

Grobgewebe - 5 Kettenfäden/cm, 30 Denier

Nylongarn mit regulärer Tenazität;

2 Schußfäden/cm, 70 Denier Nylongarn mit

hoher Tenazität.

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Applikation - Baumwolle, 680 g/m des Grobgefüges, Imprägnierung - Ammonium-sulfamat: etwa 14 $ Gewichtsanteile, bezogen auf das Gewicht des unbehandelten Grobgefüges mit Applikation; "Rhoplex HA-8" Acrylkleber mit einem T.-Wert von -l4° C: etwa 6 % Gewichtsanteile.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen nichtgewebten Applikationsmaterials. Das Grobgefüge ist dort mit 20 bezeichnet. Dieses kann nach einem bekannten Verfahren und mit einer bekannten Vorrichtung, wie beispielsweise im US-Patent 2 841 202 beschrieben, hergestellt werden. Bei der Herstellung des GrobgeTUges ist auf die Kettenfäden ein Kleber aufgebracht worden, um an den Kreuzungspunkten zwischen Ketten- und Schußfäden eine Verbindung herzustellen. Es können hierfür verschiedene Kleber benutzt werden. Geeignet sind insbesondere Plastisole, die Vinyl-chiorid Polymere enthalten, und Copolymere von Vinyl-οhloriden mit anderen Vinyl-Kunstharzen, denen als Weichmacher organische Phthalate, Sebacate oder Adipate zugesetzt sind. Andere verwendbare Kleber sind Polyvinyl-aoetat, Acryl-Kunstharze wie Alkyl-icrylate und Butadien-Kunstharze wie Butadien-Styrol und Butadien-Acrylnitril.

Das Grobgefüge 20 wird dann durch einen Ofen 22 hindurchgeführt, in dem eine Temperatur in einem Bereich von etwa 90° C bis 175° C herrscht,die von dem verwendeten Kleber abhängt.

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Zur Herstellung der Applikation werden auf das Grobgefüge 20 Fasern 24 unter Verwendung eines üblichen, nur schematisch angedeuteten Luftaggregats 26 aufgebracht. Als Hilfsmittel zum Aufbringen der Fasern kann eine Vakuumkammer 28 verwendet werden. Die Applikation kann aber auch durch Aufbringen einer hardierten Bahn unter Verwendung eines "Rando Weber" oder durch andere bekannte Mittel hergestellt werden.

Um den Kleber auf den Fäden des Grobgewebes zur Befestigung der Applikation zu reaktivieren, kann das Grobgefüge 20 durch eine Reihe von vorgeheizten Rollen JO hindurchgeführt werden, die auf einer Temperatur gehalten werden, die der Ofentemperatur entspricht. Anschließend wird die Applikation durch Kalanderrollen 32 mit dem Grobgefüge haftend verbunden.

Das in dieser Weise hergestellte Material wird dann gemäß der Erfindung weiterbehandelt, um die Haftung der Applikation am Grobgefüge zu verbessern und dem Material selbstlöschende Eigenschaften zu verleihen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden beide Ziele gemeinsam verfolgt. Zu dem Zweck wird das nichtgewebte Applikationsmateriäl }4 wie dargestellt über eine drehende Rolle J>6 einem Bad J58 zugeführt. Das Bad enthält die gewünschten Mengen des Ammonium Sulfamats und des Aorylklebers. Ggf. kann das Bad auoh ein Ubliohes Antischaummittel zur Erleichterung des Verfahrens enthalten. Ebenfalls kann das Band einen Farbstoff enthalten.

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Die gleichzeitige Imprägnierung bringt das Auslaugen oder Durchschlagen des Ammonium-sulfamats auf ein Minimum. Da jedoch das Ammonium-sulfamat einen sauren pH-Wert verursacht, ist zu beachten, daß der verwendete Acrylkleber ebenfalls gegenüber einem sauren pH-Wert stabil ist. Dies kann durch getrennte Behandlung des nichtgewebten Applikationsmaterials mit dem Acrylkleber und dem Ammonium-sulfamat . vermieden werden. Da die getrennte Behandlung die Beständigkeit des Ammonium-sulfamats schmälert, wird vorzugsweise ein Kleber benutzt, der nicht nur einen T.-Wert von weniger als 0° C hat, sondern der auch im sauren pH-Bereich stabil ist.

Das Material 32 läuft dann unter einer Rolle 4o hindurch und passiert dann Quetschrollen 42. Das Material nimmt im allgemeinen in dem Bad das Vierfache seines Gewichts an Flüssigkeit auf, und die Quetschrollen entfernen den Überschuß. In an sich bekannter Weise sollten die Quetschrollen wie dargestellt mit der Lösung benetzt werden, um ein Reißen oder eine Degradation des Materials zu verhindern. Das so gefertigte Material kann dann mit üblichen Mitteln aufgewickelt werden.

Durch die Erfindung wird somit ein nichtgewebtes Applikationsmaterial geschaffen, daß mit Vorteil für Wegwerfkleidung, die in Kontakt mit der Haut getragen wird, verwendet werden kann. Das Ammonium-sulfamat verleiht dem Material nicht nur selbstlöschende Eigenschaften sondern erhöht auch die Weichheit und die Körperfreundlichkeit. Die verwendeten Aorylkleber ergeben einen erhöhten Widerstand gegen Abrieb,ohne die ästhetischen Eigenschaften nennenswert zu beeinträchtigen. Schließ-

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lieh erhöhen die Acrylkleber die Beständigkeit des Ammonium-Bulfamats, weil ein Auslaugen des sonst wasserlöslichen SuI-famats dadurch weitgehend unterbunden wird.

-Patentansprüohe-

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Claims (9)

fegexe rr.plar8. rM geändert werden; Patentansprüche

1. Nichtgewebtes Applikationsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus einem Grobgefüge (10) und einer Applikation (l8) von etwa J>kO g bis etwa 2030 g/m Gewebe besteht, daß die Applikation (18) mit dem Gewebe (10) haftend verbunden ist und eine Imprägnierung verwendet ist, die aus wenigstens ο 2/3 Ammonium-sulfamat, aus wenigstens 3 1/3 % Mono-bzw. Diammoniumphosphat oder Ammonium -sulfamat und aus wenigstens 5 % eines Acrylklebers mit einem T.-Wert von 0° C oder darunter besteht, wobei die Mengen der Imprägnierungsstoffe auf das unbehandelte Gewicht des Grobgefüges und der Applikation bezogen sind.

2. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikation aus Baumwolle, Rayon, Polyestern oder Nylon besteht.

3. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Grobgefüge (10) aus Nylon, Rayon, Glas oder Polyestern besteht.

4. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nicht mehr als 20 ft> Ammonium-sulfamat verwendet ist.

5. Nichtgewebtes Applikationpmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nicht mehr als 12 % des Aorylklebers verwendet ist.

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6. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden ^Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grobgewebe (10) 5 Kettenfäden/cm und 2 Schußfäden/cm aus Nylon-Mehrfachgarn aufweist.

7. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikation aus Baumwolle besteht und in einer Menge von etwa 680 g/m des Grobgefüges verwendet ist.

8. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne c , daß Ammoniumsulfane in einer Menge von etwa 14 % und der Acrylkleber in einer Menge von etwa 6 % verwendet ist, wobei der T.-Wert des Aorylklebers etwa -l4° C beträgt.

9. Nichtgewebtes Applikationsmaterial nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Applikation mit einer geringen Menge eines Farbstoffes imprägniert ist.

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