DE3634139C2 - Mehrlagen-Vliesstoff - Google Patents
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- A61F2013/530153—Absorbent pads, e.g. sanitary towels, swabs or tampons for external or internal application to the body; Supporting or fastening means therefor; Tampon applicators characterised by the absorbing medium being made in fibre but being not pulp characterized by the fibre length being long
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Vliesstoffe nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, daraus hergestellte Produkte und ein Verfahren zur Herstellung
solcher Vliesstoffe.
Vliesschicht-Materialien sind im Stand der Technik gut bekannt.
Derartige Materialien wurden hauptsächlich in den 50er und 60er
Jahren entwickelt, obwohl mindestens eine Quelle bis 1943
zurückgeht (siehe z. B. die US 2.336.743).
Eine der bedeutenden wirtschaftlichen Anwendungen von
Vliesschicht-Stoffen liegt auf dem Gebiet der Herstellung von
Wegwerfprodukten, die nur einmal verwendet werden sollen.
Typische derartige Produkte sind Wegwerfwindeln, Produkte für
die Damenhygiene, Chirurgenmäntel, industrielle Wischtücher und
ähnliches. Da die Vliesschicht bei diesen Anwendungen als
Stoffersatz dienen soll, wurden beträchtliche Anstrengungen
unternommen, um die Eigenschaften von nichtgewebten Stoffen so
zu verbessern, dass sie denen von normalen Stoffen nahe kommen.
Besonderes Interesse hat dabei die Weichheit des Vliesstoffes
gefunden, d. h. die Verbesserung des Gefühls beim Anfassen des
Stoffes, zusammen mit der Herabsetzung des Widerstandes des
Gewebes gegenüber dem Falten oder Biegen. Ein anderes wichtiges
Gebiet betraf die Verbesserung der Zug- oder Reißfestigkeit der
Vliesschichtstoffe. Ein weiterer Bereich betraf die Entwicklung
von Vliesstoffen mit spezifischer Benetzbarkeit. Abgesehen von
weiter unten erläuterten wenigen Ausnahmen betrafen diese
Anstrengungen zur Verbesserung der Eigenschaften von
Vliesschichten fast ausschließlich die Verwendung von Fasern
mit kreisförmigen Querschnitt.
US 3,314,840 bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Einrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen. Obwohl die
Beschreibung sich anscheinend im wesentlichen auf
Lösungsspinnen bezieht, scheint sie Schmelzspinnen nicht
auszuschliessen. Die Spinndüse weist vorzugsweise kreisförmige
oder schlitzförmige Öffnungen auf, obwohl diese Öffnungen auch
eine andere Gestalt zeigen können, wie beispielsweise Kreise,
Dreiecke, Halbmonde usw.
US 3.508,390 betrifft einen modifizierten Faden und
damit hergestellte Gewebe. Der Schwerpunkt dieser Offenbarung
liegt zwar auf der Herstellung von Gestricken, doch werden
Vliesstoffe ebenfalls erwähnt. Der Faden hat einen Querschnitt,
der aus drei einstückig zusammengefügten, im wesentlichen
symmetrischen Ästen besteht, so dass ein im wesentlichen
uniformer, Y-förmiger Querschnitt mit bestimmten Abmessungen
gebildet wird.
US 3,509,009 bezieht sich auf einen Vliesstoff, der
durch Schmelzspinnen von faserbildenden Hochpolymeren in einen
gerichteten Gasstrom hoher Geschwindigkeit erzeugt wurde, so
dass ein gleichförmiger Vliesstoff mit großer Festigkeit
entstand. Obwohl die gemäß der beschriebenen Erfindung
hergestellten Fäden typischerweise einen kreisförmigen
Querschnitt erwähnt, beispielsweise sternförmig, Y-förmig oder
eine Kombination davon.
Eine Einrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen ist im
US 3.528,129 beschrieben. Das Patent scheint eine
Verbesserung einer schon vorhandenen Einrichtung zu sein und
gibt Löcher in der Spinndüse an, die verzweigte Querschnitte
aufweisen. Y-förmige und T-förmige Löcher und die Vorteile
hiermit erzeugten Fasern werden besonders erwähnt.
Die DE-OS 16 60 623 zeigt desweiteren die Herstellung von
Filamenten mit Sonderquerschnitten die aus gewinkelt
miteinander verbunden Schenkeln bestehen wobei der Winkel
zwischen 90° und 160° liegt. Diese Filamente können aus
Polyolefinen durch Schmelzspinnen mittels entsprechend geformter
Düsen gefertigt werden.
Schließlich bezieht sich die US 3,630,816,
auf Vliesschicht-Bahnen, die aus Fäden mit einem
rechteckigen Querschnitt hergestellt wurden. Der rechteckige
Querschnitt dieser Fäden hat nach den dortigen Angaben ein
Verhältnis von Länge : Breite von mindestens 3 : 1.
Ferner wird auf die DE-23 56 720 A1 erwiesen, welche Vliesstoffe
aus überwiegend synthetischen, thermoplastischen Filamenten
betrifft. Es soll hier ein Vliesstoff mit hoher Festigkeit
geschaffen werden der in Eigenschaften und Aussehen einen
Textilprodukt ähnelt. Hierzu wird ein Laminat geschaffen das
aus einer Matte aus diskontinuierlichen thermoplastischen
Polymeren Mikrofasern besteht und einer an sich bekannten Bahn
aus im wesentlichen kontinuierlichen, thermoplastischen Fasern,
wobei die Matte und die Bahn an diskreten Bereichen miteinander
verbunden sind was vorzugsweise durch geheizte Prägewalzen
geschieht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde,
einen Vliesstoff zu schaffen, dessen Weichheit und
Zugfestigkeit bezüglich bekannter Vliesstoffe verbessert sind,
und der sich insbesondere zur Herstellung hygienischer Produkte
eignet, die weich und zugfest sein sollen und eine hohe
Feuchtigkeitsübertragungskapazität aufweisen; außerdem soll ein
Herstellverfahren für derartige Stoffe angegeben werden.
Diese Problemstellung wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen
angegebene Erfindung gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Vliesstoff zur
Verfügung, der aus mindestens zwei Lagen einer Vliesschicht
besteht. Jede Vliesschicht besteht aus einer Vielzahl von
Filamenten eines thermoplastischen Materials. In mindestens
einer der Vliesschichten weisen die Filamente einen
zweilappigen Querschnitt auf. Der Ausdruck "zweilappig" soll
gemäß den Erfindern, eine Gestalt angeben, die einen
langgestreckten und im wesentlichen rechteckigen Teil aufweist,
an dessen beiden entgegengesetzten Enden ein vergrößerter Teil
vorliegt, der typischerweise kreisförmig ist, und einen
Durchmesser aufweist, der größer ist als die Dicke des
Rechtecks. Die Erfinder haben festgestellt, dass eine mit
derartigen zweilappig geformten Filamenten hergestellte
Vliesschicht eine bemerkenswert verbesserte Weichheit sowie
andere wünschenswerte Eigenschaften aufweist, und dass eine
derartige "zweilappige" Vliesschicht viele wünschenswerte
Eigenschaften zeigt, wenn sie in einer Mehrlagenstruktur
verwendet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Vliesstoff
aus zwei Lagen einer Vliesschicht. Die Vliesschicht der ersten
Lage enthält eine Vielzahl von im wesentlichen zufällig
verteilten Filamenten eines thermoplastischen Polymers, wobei
diese Filamente einen zweilappigen Querschnitt aufweisen. Die
Vliesschicht der zweiten Lage besteht ebenfalls aus einer
Vielzahl von im wesentlichen gleichartig hergestellten
kontinuierlichen und im wesentlichen zufällig verteilten
Filamenten eines thermoplastischen Polymers mit Ausnahme, dass
die Filamente der zweiten Lage vorzugsweise einen dreilappigen
oder verzweigten Querschnitt zeigen.
Außerdem wird der Vliesstoff dieser bevorzugten Ausführungsform
durch einzelne verdichtete Gebiete thermisch induzierter
Faserverbindungen stabilisiert, die sich durch einen Hauptteil
beider Gewebe erstrecken, wobei diese verdichteten Gebiete in
einem unterbrochenen regelmäßigen Muster angeordnet sind und
von ungefähr 10 bis ungefähr 30 Prozent der Fläche des Stoffes
umfassen. Ebenfalls gemäß dieses bevorzugten
Ausführungsbeispiels ist das thermoplastische Material ein
Polyolefin. In besonders vorteilhafter Weise wird als
Polyolefin Polypropylen oder Polyethylen gewählt, oder ein
Ethylen-Propylen-Copolymer, wobei Polypropylen das bevorzugte
Polyolefin für die erste Lage und Polyethylen für die zweite
Lage ist.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsform ist das
Vliesschicht-Futter einer Wegwerfwindel in ähnlicher Weise
aufgebaut, wie in der oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsform angegeben, wobei noch festgelegt ist, dass die
erste Schicht mit zweilappigen Fasern der Seite des Trägers
zugekehrt sein soll. Außerdem wird die zweite Schicht als
Übertragungsschicht benutzt, um die Übertragung von
Feuchtigkeit durch den Vliesstoff und in das darunterliegende
absorbierende Material zu verstärken. Dies wird erreicht, indem
ein Benetzungsmittel auf die Polyolefinfilamente gegeben wird,
um so die zweite Schicht, die üblicherweise hydrophob ist,
etwas hydrophil oder benetzbar auszugestalten. Diese Zugabe
läßt sich erreichen, wenn dem Polymer vor seiner Extrusion ein
Benetzungsmittel zugefügt wird, oder vorzugsweise, wenn eine
Lösung des Benetzungsmittels auf die Vliesschicht nach ihrer
Herstellung gegeben wird.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die
Vliesschicht-Umhüllung eine Menstruationsbinde ebenfalls so
orientiert, dass die aus Polypropylen bestehende erste Lage der
Trägerin zugekehrt ist. Die aus Polyethylen bestehende zweite
oder Übertragungslage wird auf dieselbe Weise benetzbar
gemacht, wie es oben in der bevorzugten Ausführungsform für das
Futter einer Wegwerfwindel beschrieben wurde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das Verfahren zur
Herstellung der Vliesschicht jeder Lage die folgenden Schritte.
Das Polymer, entweder Polypropylen oder Polyethylen, wird
vorzugsweise in geschmolzenen Zustand durch eine
Spinndüsenplatte extrudiert, die eine Vielzahl von Löchern mit
dem gewünschten Querschnitt aufweist, so dass eine Vielzahl von
Filamenten entsteht, die ungefähr denselben Querschnitt
aufweisen. Diese Filamente oder Endlosgarne werden dann
vorzugsweise pneumatisch gestreckt. Nach dem Strecken werden
die Filamente auf einem sich bewegenden Band abgelegt, und zwar
in einer im wesentlichen zufälligen gegenseitigen Orientierung.
An dieser Stelle im bevorzugten Herstellverfahren können die
Vliesschichten jeder Lage miteinander in einer der folgenden drei Arten
zusammengefügt werden. Die erste und die bevorzugte Art umfaßt
die Verwendung von parallelen Formern, d. h. Spinndüsen,
zusammen mit der Streckeinrichtung. Bei dieser Art legt der
erste Former eine Vliesschicht auf einem Ablageband unmittelbar
vor dem Punkt ab, an dem der zweite Former seine Vliesschicht
ablegt. Als Folge davon wird die zweite Vliesschicht auf die
erste Vliesschicht abgelegt und die beiden durchlaufen die
verbleibenden Herstellschritte zusammen. Die beiden
Vliesschichten werden dann durch ein Paar von
Verdichtungsrollen hindurchgeschickt, um in geringer Weise
verdichtet zu werden. Anschließend werden die beiden
Vliesschichten miteinander verschweißt und stabilisiert, indem
sie durch ein Paar von in entgegengesetzten Richtungen
rotierenden, geheizten Walzen laufen, deren erste eine glatte
Oberfläche aufweist und deren zweite ein erhöht ausgeführtes
Muster trägt. dadurch werden die beiden Vliesschichten in
diskreten Gebieten thermisch miteinander verschweißt, wobei die
Gebiete in einem Muster angeordnet sind, das dem erhöhten
Muster auf einer der geheizten Walzen entspricht. Vorzugsweise
wird das Muster aus thermisch miteinander verschweißten
Gebieten so geformt, dass es ungefähr 10 bis ungefähr 30
Prozent der Oberfläche des Vliesstoffes ausmacht.
Das zweite Verschweißverfahren beinhaltet ebenfalls die
Verwendung von zwei parallelen Formern wie das erste Verfahren,
doch mit dem Unterschied, dass die erste abgelegte Vliesschicht
thermische Verschweißwalzen, wie sie oben beschrieben sind,
durchläuft, bevor die zweite Vliesschicht auf ihr abgelegt
wird. Die beiden Vliesschichten, d. h. die verschweißte und die
nichtverschweißte werden dann in geringer Weise verdichtet und
durchlaufen ein zweites Paar von thermischen Verschweißwalzen.
Vorzugsweise erzeugt dieses zweite Paar von thermischen
Verschweißwalzen im Interesse einer optimalen Weichheit ein
Verschweißmuster in den beiden Vliesschichten, das einen
geringeren Prozentsatz des Mehrlagenstoffes beansprucht als das
Verschweißmuster in der zuerst niedergelegten Vliesschicht.
Beim dritten Verschweißverfahren wird die zuerst niedergelegte
Vliesschicht in einem Vorausschritt gebildet und dann
aufgewickelt. Der Stoff selbst wird dann hergestellt, indem die
zuerst niedergelegte Vliesschicht auf das Band abgelegt wird,
auf dem die an zweiter Stelle niedergelegte Vliesschicht
abgelegt wird. Die beiden Vliesschichten werden dann in der
oben beschriebenen Weise verarbeitet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Einrichtung zur Herstellung von Mehrlagenvliesschichten nach
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer alternativen
Einrichtung zur Herstellung der Mehrlagenvliesschichten der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer weiteren
alternativen Einrichtung zur Herstellung des Vliesstoffes der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine perspektivische Unteransicht einer Spinndüsenplatte
mit zweilappig geformten Öffnungen durch die Endlosgarne mit
zweilappigen Querschnitt extrudiert werden;
Fig. 5 ein vergrößerte Unteransicht von zweien der zweilappig
geformten Öffnungen der Spinndüsenplatte von Fig. 4;
Fig. 6 eine Unteransicht einer dreilappig geformten Öffnung in
einer Spinndüsenplatte;
Fig. 7 einen teilweise Querschnitt einer Vliesschicht aus
Filamenten mit zweilappigen Querschnitt;
Fig. 8 einen teilweise Querschnitt einer Vliesschicht aus
Filamenten mit dreilappigen Querschnitt;
Fig. 9 einen Querschnitt eines Teils einer Wegwerfwindel, die
mit dem Vliesschicht-Futterstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist;
Fig. 10 einen teilweise Querschnitt einer Menstruationsbinde,
die mit der Vliesschicht-Umhüllung nach der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist;
Fig. 11a-c verschiedene Muster von unterbrochenen
Wärmeverbindungen, die dem Vliesstoff der vorliegenden
Erfindung aufgeprägt werden können.
In der allgemeinsten Form umfaßt die vorliegende
Erfindung einen aus mehreren Lagen bestehenden Vliesschicht-
Stoff (Vliesstoff) mit mindestens zwei Lagen einer
Vliesschicht, von denen mindestens eine Vielzahl von Filamenten
oder Fasern eines thermoplastischen Materials enthält, wobei
die Filamente oder Fasern einen zweilappigen Querschnitt
aufweisen. Im einzelnen kann die Querschnittsgestalt dieser
zweilappigen Filamente so beschrieben werden: sie enthält einen
langgestreckten, im wesentlichen rechteckigen Teil, der an
jeden seiner äußersten, voneinander getrennten Enden einen im
wesentlichen kreisförmigen Teil aufweist, dessen Durchmesser
größer ist als die Dicke des Rechtecks. Diese Gestalt könnte
auch als "Hundeknochen " oder "Hantel" bezeichnet werden. Zur
weiteren Verbesserung der Eigenschaften des Gewebes sollen die
Filamente aus Polyethylen, Polypropylen oder Ethylen-Propylen-
Copolymer bestehen.
Im allgemeinen kann jede Vliesschicht aus nichtkontinuierlichen
Fasern, kontinuierlichen Filamenten (Endlosgarnen) oder eine
Mischung aus beiden bestehen. Das bevorzugte Verfahren zur
Herstellung jeder Vliesschicht ist die Spunbonding-Technik,
obwohl auch Schmelzblasverfahren als im Bereich der Erfindung
liegend betrachtet werden, bei denen nichtkontinuierliche
Fasern entstehen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden die
kontinuierlichen Filamente, die nach der Spunbonding-Technik
hergestellt werden, bevorzugt.
Das thermoplastische Material jeder Vliesschicht kann entweder
das gleiche wie das der anderen Vliesschicht sein oder ein
davon verschiedenes Material. Jedes thermoplastische Material
muß die Fähigkeit haben in Filamente gesponnen werden zu
können. Obwohl auch daran gedacht werden kann, spinnbare
Materialien, wie beispielsweise Glas zu verwenden, werden in
der Praxis für beide Vliesschichten Polymermaterialien
bevorzugt. Beispiele derartiger Polymere, die hier zur
Verdeutlichung angegeben werden können, sind Polyolefine,
Polyamide, Polyester, Polyurethane, Polyvinylacetat,
Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyacrylnitril,
Polymethylmetacrylat, Polyethylacrylat, Zelluloseacetat,
Viskose u. ä. Außerdem kann das thermoplastische Material ein
Homopolymer sein, ein Copolymer oder eine Mischung aus zwei
oder mehreren Polymeren;
Homopolymere, Copolymere und Polymermischungen aus den
Polyolefinen werden bevorzugt, wobei Copolymere und Homopolymere als
erste Wahl gelten. Die bevorzugtesten Homopolymere sind
Polypropylen und Polyethylen, und das bevorzugteste Copolymer
ist ein Ethylen-Propylen-Copolymer. Entsprechend der hier in
der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Weise umfaßt
der Ausdruck "Polypropylen" Copolymere von Propylen und
Ethylen, die hauptsächlich aus Propyleneinheiten
zusammengesetzt sind. Ein bevorzugtes Copolymer enthält 97%
Propylen und 3% Ethylen. In ähnlicher Weise umfaßt der Ausdruck
"Polyethylen" gemäß der Absicht des Erfinders auch Copolymere
von Ethylen und Propylen, die hauptsächlich aus
Ethyleneinheiten aufgebaut sind.
Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin,
dass gewisse Materialien, die aus verschiedenen Gründen für
eine Vliesschicht nicht die optimalen Eigenschaften aufweisen,
in der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einer
Vliesschicht verwendet werden können, die aus einem anderen
Material besteht, um bessere Eigenschaften zu erhalten.
Beispielsweise wird Polyethylen im allgemeinen als zu weich und
zu plastisch für gewisse Anwendungen bei Vliesschichten
angesehen. Wenn jedoch der Lehre der vorliegenden Erfindung
gefolgt wird, kann eine aus Polyethylen hergestellte
Vliesschicht mit einer stärkeren Vliesschicht verschweißt
werden, beispielsweise einer die aus Polypropylen besteht, um
so einen Schichtstoff zu erhalten, das wünschenswertere
Eigenschaften aufweist. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist eine
derartige Paarung die bevorzugteste. Das heißt, das
bevorzugteste Ausführungsbeispiel umfaßt eine aus Polyethylen
hergestellte Vliesschicht die mit einer aus Polypropylen
hergestellten Vliesschicht verschweißt wird. Sowohl die
Weichheit als auch die Zugstärke dieses besonderen Vliesstoffes
sind verbessert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der bevorzugten
Einrichtung, mit der derartige Polymere in Vliesschichten
geformt werden. Mit einer Abweichung ist diese Einrichtung
gemäß der Lehre der US 4,405,297 aufgebaut und wird
entsprechend der US 4,340,563 betrieben; auf diese beiden Patente
und deren Offenbarung wird ausdrücklich
Bezug genommen. Die Abweichung besteht darin, dass statt nur
eines einzigen Formers, d. h. einer Spinndüse und einer
Abschreck/Streckeinrichtung zwei derartige Former 11 und 12 in
der Fabrikationslinie vorhanden sind. Der erste Former 11 legt
eine erste Vliesschicht 13 auf dem sich bewegenden Band 15 ab,
während der zweite Former 12 eine zweite Vliesschicht 14 auf
die Oberfläche der ersten Vliesschicht 13 ablegt.
Neben dieser an sich bevorzugten Konfiguration sind andere
Arten von Formern verfügbar. Beispielsweise wird in einer
alternativen Ausführungsform eine Vliesschicht mit der
Einrichtung und dem Verfahren hergestellt, das in der US
3,692,618 beschrieben ist. Die gesamte Offenbarung dieses
Patentes wird ebenfalls hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
Jeder der beiden in Fig. 1 dargestellten Former 11 und 12 für
die Vliesschicht enthält einen Spinndüsenbehälter 21, in den
geschmolzenes Polymer eingefüllt wird. Wie oben erwähnt, kann
das Polymer, das für jede Vliesschicht verwendet wird, gleich
dem Polymer für die andere Vliesschicht sein oder auch nicht.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Polymer für die eine
Vliesschicht Polypropylen, während das Polymer für die andere
Vliesschicht Polyethylen ist. Die Temperatur jeder
Polymerschmelze ist so eingestellt, dass sie diese für das
Spinnen ausreichend flüssig macht. Wird beispielsweise
Polypropylen versponnen, so beträgt die bevorzugte Temperatur
ungefähr 237,78°C (460°F). Wird Polyethylen gesponnen, so liegt
die bevorzugte Temperatur bei 190,56°C (375°F). Auf jede
Polymerschmelze wird Druck ausgeübt, um diese durch die Löcher
oder Öffnungen in den Spinndüsenplatten 22 und 23 zu drücken,
und so Vorhänge 24 bzw. 25 aus Filamenten zu bilden. Jeder
Vorhang 24 und 25 fällt durch eine Abschreckkammer 26 und 27,
in der er mit Luft zum Abschrecken in Kontakt kommt. Die Luft
zum Abschrecken wird in jeder Former mit einem relativ geringen
Druck zugeführt, der aber ausreicht, um die Filamente zu
strecken, wenn sie Streckdüsen 28 und 29 durchlaufen.
Wenn der erste Vorhang 24 aus Filamenten am unteren Ende der
Streckdüse 28 austritt, wird er auf einer sich bewegenden
porösen Oberfläche 15 abgelegt, beispielsweise einem Endlossieb
oder einem Band, um eine erste Vliesschicht 13 zu bilden. Wenn
der zweite Vorhang 25 aus Filamenten am unteren Ende der
Streckdüse 29 austritt, wird er auf der ersten Vliesschicht 13
abgelegt, um eine zweite Vliesschicht 14 zu bilden.
Es ist nicht kritisch, ob die erste Polypropylen Vliesschicht
zuerst abgelegt wird oder die Polyethylen Vliesschicht. Das
heißt, das Polypropylen kann entweder durch den ersten Former
11 oder durch den zweiten Former 12 als Vliesschicht abgelegt
werden. Aus später noch zu erläuternden Gründen wird es
bevorzugt, die Polypropylen Vliesschicht zuerst abzulegen, d. h.
diese im ersten Former 11 auszubilden.
Nachdem die zweite Vliesschicht 14 auf der ersten Vliesschicht
13 abgelegt ist, wandern die Vliesschichten durch ein Paar von
Verdichtungswalzen 19 und 20, die die Fasern in den
Vliesschichten leicht verdichten, um so den Zusammenhalt der
Vliesschichten zu erhöhen und die weitere Verarbeitung zu
erleichtern.
Die beiden Vliesschichten 13 und 14 wandern dann durch zwei
erhitzte Walzen 21 und 22 zum Verschweißen der Vliesschichten.
Diese Walzen werden vorzugsweise nach der Lehre der US
3,855,046, hergestellt und betrieben. Bei der dort beschriebene
Einrichtung und dem zugehörigen Verfahren werden zwei Walzen 21
und 22 verwendet, von denen mindestens eine und vorzugsweise
beide erhitzt sind. Die untere Walze weist eine glatte
Oberfläche auf, während die obere Walze 21 auf ihrer Oberfläche
ein erhöht liegendes Muster mit Zwischenabständen aufweist. In
alternativen Ausführungsformen können die Walzen vertauscht
werden, so dass die Walze mit dem Muster unter den
Vliesschichten liegt und so die zuerst niedergelegte
Vliesschicht berührt.
Wenn die beiden Vliesschichten 13 und 14 die beiden erhitzten
Walzen durchlaufen, wird jede Vliesschicht durch die Ausbildung
von einzelnen, verdichteten Gebieten thermisch induzierter
Faserverbindungen stabilisiert, die sich durch einen Hauptteil
der Dicke der Vliesschichten erstrecken. Diese verdichteten
Gebiete sind in einem unterbrochenen Muster angeordnet, das dem
erhöht liegendem Muster der Walze 21 entspricht, und lassen
zwischen sich Abstände mit nichtverschweißten Fasern. Außerdem
werden die beiden Vliesschichten 13 und 14 zusammen in einen
zweilagigen Vliesstoff 18 verschweißt.
Die Fig. 11a-11c zeigen drei Muster, die auf der Walze 21
verwendet werden können und die zu entsprechenden Mustern auf
dem Vliesstoff 18 führen. Fig. 11a umfaßt kreisförmige
Gebiete, die in Sechsecken und Dreiecken angeordnet sind. Fig.
11b umfaßt kreisförmige Gebiete, die in einem sich
wiederholenden Muster einer Sanduhr angeordnet sind. Fig. 11c,
die als bevorzugtes Muster gilt, enthält
gleichseitige, rautenförmige Gebiete, die in versetzten Reihen
angeordnet sind.
Die beiden hauptsächlich interessierenden Parameter des
spezifischen verwendeten Musters sind die Größe der
verdichteten Gebiete und der Abstand zwischen den Gebieten.
Diese beiden Parameter bestimmen zusammen den Prozentsatz der
Fläche der Vliesschicht, die verschweißt wird. Es ist wichtig,
dass der Prozentsatz des verschweißten Gebietes ausreichend
groß ist, um der Vliesschicht für den verwendeten Zweck die
ausreichende Integrität zu verleihen. Außerdem ist es wichtig,
dass der Prozentsatz der verschweißten Gebiete nicht zu groß
ist, da ein größeres verschweißtes Gebiet üblicherweise zu
einer Vliesschicht mit verringerter Weichheit führt. Zum
gegenwärtigen Zeitpunkt wird ein verschweißtes Gebiet zwischen
ungefähr 10 und ungefähr 30 Prozent der Oberfläche des
Vliesstoffes bevorzugt. Ein noch bevorzugter Bereich liegt
zwischen ungefähr 12 bis ungefähr 20 Prozent an verschweißtem
Gebiet, und am bevorzugtesten ist ein Wert von 17 Prozent.
Ein weiterer wichtiger Faktor für das Verschweißen der
Vliesschichten ist die Temperatur, auf der die Walzen 21 und 22
gehalten werden. Selbstverständlich führen Temperaturen
unterhalb eines gewissen Punktes für jedes Polymer zu keinerlei
Verschweißen, während Temperaturen überhalb eines anderen
Punktes zuviel von den Vliesschichten schmelzen. Man hat
außerdem festgestellt, daß die Temperatur der Walzen sowohl die
Zugfestigkeit als auch die Weichheit der hergestellten
Vliesschichten beeinflussen. Im allgemeinen werden innerhalb
eines gewissen Bereiches höhere Temperaturen eine Vliesschicht
mit höherer Zugfestigkeit ergeben. Jedoch können die gleichen
höheren Temperaturen auch zu einer Vliesschicht mit
herabgesetzter Weichheit führen. Man nimmt an, dass innerhalb
dieses Temperaturbereiches ein höhere und ein geringerer
Verschweißungsgrad auftritt. Das heißt, die höheren
Temperaturen führen wahrscheinlich zu mehr und stärkeren
Verbindungen zwischen den Fasern, was die Zugfestigkeit fördert
und die Weichheit negativ beeinflußt. Zum gegenwärtigen
Zeitpunkt liegt die bevorzugte Verschweißungstemperatur für
Filamente aus Polypropylen zwischen ungefähr 104,44°C (220°F)
und ungefähr 160°C (320°F). Eine Temperatur von ungefähr 135°C
(275°F) ist dabei am bevorzugtesten.
Für Polyethylen liegt der bevorzugte Bereich der
Verschweißungstemperaturen zwischen ungefähr 110°C (230°F) und
ungefähr 115,56°C (240°F), wobei ein Wert von ungefähr 112,78°C
(235°F) bevorzugt ist. Da der Schmelzpunkt von Polyethylen
niedriger liegt als der von Polypropylen ist es wichtig, die
Verschweißwalzen eng im Bereich für Polyethylen zu betreiben.
Man hat festgestellt, das man beim Verschweißen der beiden
Vliesschichten miteinander die Temperatur so wählen kann, dass
sie deutlich unter der liegt, bei der Polypropylen schmilzt,
solange die Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes von
Polyethylen liegt. Man nimmt an, dass dies durch ein Schmelzen
des Polyethylens in die Polypropylenschicht ermöglicht wird.
Mit anderen Worten, es wird vermutet, dass das geschmolzene
Polyethylen ausreicht, um beide Vliesschichten zu verschweißen.
Nachdem der Vliesstoff 18 durch die Walzen 21 und 22
verschweißt ist, wird er auf der Aufnahmerolle 23 aufgewickelt.
Als Alternative kann es auch wünschenswert sein, diese
Einrichtung mit einer Produktionslinie für das Endprodukt zu
verbinden.
Das Basisgewicht des hergestellten Vliesstoffes läßt sich
leicht in Abhängigkeit vom verwendeten Anwendungszwecks der
Vliesschichten verändern. Beispielsweise kann ein Vliesstoff
hergestellt werden zwischen ungefähr 10,17 g/m2 (0,3 oz./square
yard) bis ungefähr 101,73 g/m2 (3 oz./square yard). Obwohl in
anderen Ausführungsformen das Basisgewicht der ersten
Vliesschicht größer als das der zweiten Vliesschicht sein kann
oder umgekehrt, werden beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
erste und zweite Vliesschichten mit gleichem Basisgewicht
verwendet. Ein bevorzugtes Basisgewicht für das Futter einer
Wegwerfwindel mit beiden Lagen beträgt ungefähr 27,13 g/m2 (0,8
oz./square yard) und ein bevorzugtes Basisgewicht für eine
Vliesschicht-Umhüllung für eine Damen-Hygienebinde beträgt
ungefähr 13,56 g/m2 (0,4 oz./square yard).
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer alternativen
Einrichtung zur Herstellung des zweilagigen Vliesstoffes gemäß
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Diese Einrichtung ist bis
auf eine Ausnahme identisch zur Einrichtung in Fig. 1. Diese
Ausnahme besteht darin, dass zwischen dem ersten Former 111 und
dem zweiten Former 112 ein zusätzliches Paar von zum
Verschweißen vorgesehenen Walzen 119 und 120 zusammen mit einem
weiteren Paar von zum Verschweißen dienenden Walzen 221 und 222
angeordnet ist, die die erste Vliesschicht 113 in der oben
beschriebenen Weise stabilisieren. Außerdem ist statt des eine
Sammelbandes 15 von Fig. 1 ein Sammelband 115 und ein
zusätzliches Band 215 vorgesehen, das die erste Vliesschicht
113 aufnimmt. Die dem Verdichten und Verschweißen dienenden
Walzen 219-222 sind in der gleichen Weise ausgestaltet und
werden in der gleichen Weise betrieben, wie es oben beschrieben
wurde, mit der einen Ausnahme, dass sie zum Verdichten und
Verschweißen einer einzelnen Vliesschicht eingerichtet sind.
Nachdem die erste Vliesschicht 113 verdichtet und verschweißt
ist, wird sie von dem Aufnahmeband 115 aufgenommen, wonach die
zweite Vliesschicht 114 auf ihrer Oberfläche abgelegt wird. Die
beiden Vliesschichten, d. h. die verschweißte Vliesschicht 113
und die noch nicht verschweißte Vliesschicht 114 durchlaufen
dann Verdichtungswalzen 119 und 120. Danach laufen sie durch
Verschweißwalzen 121 und 122, wo die zweite
Vliesschicht 114 stabilisiert wird, und die beiden
Vliesschichten 113 und 114 in einen zweilagigen Vliesstoff 118
verschweißt werden. Der Vliesstoff 118 wird dann auf der
Aufnahmerolle 123 aufgewickelt.
Fig. 3 zeigt eine weitere alternative Einrichtung zur
Herstellung der Mehrlagenvliesstoffe. Bei dieser Einrichtung
wird eine erste Vliesschicht 313 von einer Rolle 301 zugeführt.
An diesem Punkt kann die Vliesschicht 313 entweder verschweißt
oder nicht verschweißt sein. Der verschweißte Zustand ist
bevorzugt. Die Vliesschicht 313 läuft dann längs eines
Aufnahmebandes 315, worauf auf seiner Oberseite eine zweite
Vliesschicht 314 niedergelegt wird. Die beiden durchlaufen dann
die Verdichtungswalzen 319 und 320, und anschließend die zum
Verschweißen vorgesehene Walzen 321 und 322, wo entweder beide
Vliesschichten oder nur die zweite Vliesschicht stabilisiert
werden, und die beiden Vliesschichten 313 und 314 miteinander
zu dem Vliesstoff 318 verschweißt werden, wie es oben
beschrieben wurde.
Bei der Diskussion der anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen
Ausführungsbeispiele, ist zu beachten, dass das
Verschweißmuster, das für das Verschweißen der beiden
Vliesschichten verwendet wird, unter Beachtung des
Verschweißmusters ausgewählt wird, das sich schon auf der
zuerst niedergelegten Vliesschicht befindet, wenn diese vor dem
Niederlegen der zweiten Vliesschicht verschweißt wurde. Es ist
wünschenswert, dass sich das zweite Verschweißmuster nicht mit
dem ersten überlappt. Ist dabei das zweite Verschweißmuster
gleich dem ersten, so sollte es verschoben werden. Im Interesse
der Weichheit dieses Vliesstoffes ist es aber vorzuziehen, das
zweite Verschweißmuster unterschiedlich vom ersten zu wählen,
und insbesondere einen geringeren Prozentsatz der Vliesschicht
damit zu belegen als mit dem ersten Muster. Selbstverständlich
wird das endgültige Verschweißmuster in der zuerst
niedergelegten Vliesschicht die Summe des ersten und des
zweiten Verschweißmusters sein. Dadurch wird ebenfalls ein
geringerer Prozentsatz für das zweite Verschweißmuster
nahegelegt.
Zur Klarstellung ist festzuhalten, dass der Ausdruck "zuerst
niedergelegte Vliesschicht" sich auf die Vliesschicht bezieht,
die früher in der Produktionslinie hergestellt wurde oder
alternativ auf die Vliesschicht, die in einem vorhergehenden
Schritt hergestellt und aufgerollt wurde. Es sollte auch
festgehalten werden, dass die Ausdrücke "erste Vliesschicht"
und "zweite Vliesschicht", die hier und insbesondere in den
Ansprüchen verwendet werden, nur willkürliche Bezeichnungen
darstellen, die sich nicht notwendigerweise auf die Reihenfolge
der Ausbildung dieser Vliesschichten beziehen. Die Reihenfolge
des Niederlegens jeder Vliesschicht und das jeweils verwendete
Polymer hängen von der letzendlichen Verwendung des
Vliesstoffes ab.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die zuerst
niedergelegte Vliesschicht ein Verschweißmuster aufweisen kann,
dessen Fläche einen höheren Prozentsatz ausmacht als das der
zweiten niedergelegten Vliesschicht. Auf diese Weise kann die
zuerst niedergelegte Vliesschicht eine ausreichende
Zugfestigkeit aufweisen, während die zweite niedergelegte
Vliesschicht eine größere Weichheit zeigen kann. Dieses ist
beispielsweise von Vorteil in einem Vliesstoff für eine
Wegwerfwindel, bei dem die zweite niedergelegte Vliesschicht
dazu dienen kann, auf der Körperseite der Windel für eine
größere Weichheit zu sorgen, während die erste niedergelegte
Vliesschicht dem Futter eine höhere Zugfestigkeit verleiht.
Als Alternative und gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
kann es auch wünschenswert sein, zuerst die Polyethylenvliesschicht
zu verschweißen, die von Haus aus eine größere Weichheit
aufweist, um dadurch deren Zugfestigkeit zu erhöhen. Im
allgemeinen kann die Reihenfolge des Niederlegens der beiden
Vliesschichten so gewählt werden, dass jede Vliesschicht auf
der Seite erscheint, die am besten für das Verschweißen und die
Zugabe eines Benetzungsmittels geeignet ist.
Fig. 4 ist eine perspektivische Unteransicht einer
Spinndüsenplatte 41 mit zweilappig geformten Öffnungen 42.
Durch diese Öffnungen 42 wird das Polymer extrudiert. Die dabei
hergestellten Filamente haben einen Querschnitt mit
zweilappiger, hundeknochenähnlicher oder hantelähnlicher
Gestalt. Die Erfinder haben festgestellt, dass ein
Mehrlagenvliesstoff besondere Vorteile aufweist, wenn eine
seiner Lagen aus einer Vliesschicht besteht, die derart
zweilappig geformte Filamente enthält.
Da der Vliesstoff dieser Erfindung so hergestellt werden kann,
dass die zweilappigen Filamente entweder in der zuerst oder der
an zweiter Stelle niedergelegten Vliesschicht enthalten sind,
kann diese zweilappige Spinndüsenplatte in irgendeinem der in
den Fig. 1-3 dargestellten Former eingebaut sein. Aus
später zu diskutierenden Gründen wird es gegenwärtig bevorzugt,
die zweilappige Spinndüsenplatte in den zweiten Former der oben
beschriebenen Einrichtung einzubauen. Das heißt, es ist
gegenwärtig bevorzugt, die Filamente mit dem zweilappigen
Querschnitt in der zweiten niedergelegten Vliesschicht
unterzubringen.
Die Spinndüsenplatte des anderen Formers kann Öffnungen jeder
beliebigen Form aufweisen. Man nimmt an, dass die zweilappigen
Filamente in einer Schicht des Vliesstoffes mindestens eine
gewisse Verbesserung bringen, und zwar unabhängig von der
Gestalt der Filamente in der anderen Schicht. Kreisförmige
Öffnungen sind am häufigsten und es wird deshalb ganz klar in
Betracht gezogen, auch kreisförmige Filamente in einer der
Vliesschichten des Vliesstoffes zu verwenden. Außerdem kann es
bei gewissen Ausführungsformen wünschenswert sein, beide
Vliesschichten des Vliesstoffes mit zweilappigen Filamenten
auszustatten. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist die bevorzugte
Gestalt des Querschnitts der Filamente der anderen, d. h. der
nicht zweilappigen Vliesschicht als Y-förmig bezeichnet. Fig.
6 zeigt eine Y-förmige Öffnung zur Herstellung derartiger
Filamente.
Die Spinndüsenplatte 41 wird mit einer Breite hergestellt, die
um einiges größer ist als die breite Vliesschicht. Die
bevorzugte Breite der Vliesschicht hängt von der schließlich
beabsichtigten Verwendung ab. Beispielsweise ist eine
Vliesstoff, der als Futter für Wegwerfwindeln verwendet werden
soll, ungefähr 31,75 cm (12,5 Zoll) breit.
Die Auswahl der Anzahl der Öffnungen und die Anordnung der
Öffnungen in der Platte mit vorgeschriebenem Abstand werden so
getroffen, dass die gewünschte Dichte von Fasern der
Vliesschicht erzielt wird. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird es
bevorzugt, zwischen ungefähr 30 und ungefähr 100 Öffnungen in
der Spinndüsenplatte pro 2,54 cm (1 Zoll) Vliesschichtbreite
vorzusehen. Der am meisten bevorzugte Wert liegt bei ungefähr
85 Öffnungen pro 2,54 cm (1 Zoll) Vliesschichtbreite.
Beispielsweise werden in einer Spinndüsenplatte mit einer
Breite von 30,48 cm (12 Zoll), d. h. eine Platte, die eine
Vliesschicht mit einer Breite von ebenfalls 30,48 cm (12 Zoll)
produziert, vorzugsweise 1020 Öffnungen vorgesehen.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht der bevorzugten
Konfigurationen von zweien der Öffnungen 42 in der
Spinndüsenplatte 41. Es ist bekannt, dass die Abmessungen und
die Proportionen der zweilappigen Öffnungen nicht kritisch
sind, vorausgesetzt, dass sie Filamente mit den zweilappig
geformten Querschnitten gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugen. Gegenwärtig ist die bevorzugte Konfiguration der
Öffnung wie folgt. Die kürzeste Abmessung ist die Dicke des
langgestreckten Teils "a". Der Durchmesser "b" der im
wesentlichen kreisförmigen Teile 25 und 26 beträgt ungefähr das
Doppelte der Dicke "a". Die Länge "c" der Öffnung 24 ist
ungefähr das Zehnfache der Dicke "a". In der bevorzugtesten
Ausführungsform beträgt die Dicke "a" 0,215 mm, der Durchmesser
"b" 0,430 mm und die Länge "c" 2,15 mm. Mit Sicherheit können
diese Abmessungen und Proportionen in anderen Ausführungsformen
variiert werden, und zwar abhängig von Faktoren, wie
beispielsweise des jeweiligen Polymers, das extrudiert wird,
und der gewünschten Eigenschaften der Vliesschicht.
Wie erwähnt, hängt der bevorzugte Abstand zwischen den
Öffnungen von der Dichte der herzustellenden Vliesschicht ab.
In der bevorzugtesten Ausführungsform ist der Abstand "d"
zwischen den Öffnungen 7,25 mm. Außerdem ist die bevorzugte
Orientierung der Öffnungen so, dass alle Öffnungen parallel
zueinander angeordnet sind, und dass ihre Länge "c" in die
Richtung ausgerichtet ist, in der sich das Band 17 verschiebt
(d. h. in Maschinenrichtung).
Fig. 6 ist eine vergrößerte Unteransicht einer Y-förmigen
Öffnung in einer Spinndüsenplatte. Die Filamente, die mit
dieser Öffnung erzeugt werden, behalten ihren Y-förmigen
Querschnitt selbst nach dem Strecken bei. Vliesschichten, die
mit derartigen Y-förmigen Filamenten hergestellt werden, weisen
eine erhöhte Steifigkeit auf, d. h. eine geringer Weichheit als
solche Vliesschichten, die mit kreisförmigen oder zweilappigen
Filamenten hergestellt wurden. Die mit Y-förmigen Filamenten
hergestellten Vliesschichten zeigen desweiteren eine
Zugfestigkeit, die gegenüber Vliesschichten mit kreisförmigen
Filamenten erhöht ist. Wie oben erwähnt, besteht in der
bevorzugtesten Ausführungsform die nichtzweilappige Schicht aus
einer Vliesschicht, die Y-förmige Filamente aus Polyethylen
enthält. Dies ist nach dem gegenwärtigen Kenntnisstand
wünschenswert, um einen Vliesstoff zu erhalten, der sowohl eine
verbesserte Weichheit als auch erhöhte Zugfestigkeit aufweist.
Fig. 7 ist eine Darstellung eines Teils einer Vliesschicht 71,
die mit zweilappigen Filamenten hergestellt wurde. Diese
Vliesschicht könnte entweder die erste oder die zweite
niedergelegte Vliesschicht in den oben beschriebenen Verfahren
sein, und wird Teil des Mehrlagen-Vliesstoffes der vorliegenden
Erfindung. Es ist am meisten bevorzugt, die zweilappigen
Filamente aus Polypropylen herzustellen. Wie ersichtlich,
enthält die Vliesschicht eine Anzahl von Endlosfilamenten 72,
die relativ zueinander willkürlich orientiert sind. Es ist
wünschenswert, dass die Filamente in der Vliesschicht in
starkem Maße Schleifen bilden und sich überlappen. Diese
Eigenschaften werden durch Faktoren bestimmt, wie
beispielsweise die Dichte der niedergelegten Filamente und die
Geschwindigkeit, bei der die Filamente niedergelegt werden usw.
Wie ersichtlich, hat jedes der Filamente dieser Vliesschicht 71
einen zweilappigen Querschnitt. Es ist bekannt, dass die
Abmessungen des zweilappigen Querschnitts nicht kritisch sind,
vorausgesetzt, dass die Grundelemente eines derartigen
Querschnitts vorliegen. Das heißt, der Querschnitt der
Filamente umfaßt einen im wesentlichen rechtwinkligen Teil, der
an jedem seiner äußersten Enden einen vergrößerten Teil
aufweist, der typischerweise im wesentlichen kreisförmig ist.
Wie oben erwähnt, werden die Filamente nach ihrer Extrusion
durch die Spinndüsenplatte 41 gestreckt. Als Folge davon weisen
sie typischerweise Abmessungen auf, die geringer sind als die
der Öffnungen 42. Der Betrag dieser Verringerung hängt von
Faktoren ab, wie beispielsweise dem jeweiligen extrudierten
Polymer, der Abkühlgeschwindigkeit der Filamente, der Zugkraft,
die auf die Filamente ausgeübt wird usw. In der bevorzugten
Ausführungsform, die Polypropylen verwendet, enden die
Filamente typischerweise mit einer Länge des Querschnitts von
zwischen ungefähr 30 µm und ungefähr 60 µm. Eine
Querschnittslänge von ungefähr 40 µm ist am meisten bevorzugt,
obwohl dieser Wert in Abhängigkeit der gewünschten
Eigenschaften der Vliesschicht variiert.
Fig. 8 ist eine Darstellung ähnlich der von Fig. 7 mit der
Ausnahme, dass die Filamente einen Y-förmigen Querschnitt
aufweisen. Wie erwähnt, weist in der bevorzugtesten
Ausführungsform eine der Vliesschichten diese Art von
Filamenten auf und ist aus Polyethylen hergestellt.
Fig. 9 ist ein Querschnitt durch eine Wegwerfwindel 91. Das
Vliesstoff-Futter 92 ist auf der Seite der Windel 91
angeordnet, die dem Körper des Kindes zugewandt ist.
Entsprechend der Darstellung besteht das Vliesstoff-Futter 92
aus zwei Schichten 93 und 94. In der bevorzugtesten
Ausführungsform enthält die dem Körper zugewandte Schicht 93
Polypropylen Filamente mit zweilappigen Querschnitt, wahrend
die andere Schicht 94 Polyethylen Filamente mit Y-förmigen
Querschnitt enthält. Als Alternative kann die Schicht 94
zweilappige oder zylindrische Filamente enthalten. Der
Hauptteil der Windel besteht aus einer Schicht 95 eines
absorbierenden Materials, wie beispielsweise fasriger
Zellulosemasse. Die Schicht 95 soll Feuchtigkeit absorbieren.
Zusätzlich wird eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 96
vorgesehen.
Einen wichtige Eigenschaft des Vliesstoff-Futters 92 ist dessen
Weichheit. Im einzelnen ist es wichtig, dass das Vliesstoff-
Futter 92 sowohl außerordentlich biegsam als auch gegenüber
Berührungen weich ist, damit sich das Kind wohlfühlt. Ein
Vliesschicht-Futter, dessen dem Körper zugewandte Lage
Filamente mit zweilappigem Querschnitt aufweist, weist eine in
bemerkenswerterweise verbesserte Weichheit bezüglich der im
Stand der Technik bekannten Vliesschicht-Futter auf, welche aus
Filamenten mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt waren.
Außerdem verbesserte die Verwendung von Polypropylen oder
Polyethylen die Weichheit gegenüber den Vliesstoff-Futtern des
Standes der Technik.
Der verwendete Test zur Bestimmung der Weichheit von
Vliesstoffen wird als "Smeltnik Steifetest" bezeichnet. Bei
diesem Test wird ein Stück eines Vliesstoffes oben auf einen
offenen Zylinder gelegt. Ein halbkugelförmiger Probenkörper mit
einem Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als der
Innendurchmesser des Zylinders, wird dann von einer
Standardhöhe fallengelassen, um den Vliesstoff in den Zylinder
hineinzudrucken. Die Distanz, die der Probenkörper in den
Zylinder eindringt, wird dann gemessen und als Maß der
Weichheit aufgezeichnet, d. h. der Biegsamkeit oder
Drapierbarkeit des Stoffes. Bei Vergleichsversuchen hat es sich
gezeigt, dass ein Vliesstoff-Futter für Windeln, der mit
kreisförmigen Filamenten hergestellt wurde, eine Distanz von
155 mm in den Zylinder zurücklegte, während ein
Vliesstofffutter für Windeln, das mit Filamenten desselben
Materials, jedoch mit zweilappigem Querschnitt hergestellt war,
eine Distanz von 370 mm zurücklegte. damit war der Nachweis für
eine dramatische Zunahme der Weichheit des erfindungsgemäßen
Vliesstoffes erbracht.
Ein anderer Aspekt der Weichheit, der insbesondere bei Futtern
für Windeln wichtig ist, betrifft die Weichheit gegenüber
Berührungen oder das Weichegefühl. Für diese steht gegenwärtig
kein spezifisches Prüfverfahren zur Verfügung. Es wurde jedoch
von Testpersonen festgestellt, dass die Weichheit gegenüber der
Berührung von Vliesschichten erhöht ist, wenn diese mit
Filamenten zweilappigen Querschnitts hergestellt wurden, so
dass diese Vliesschichten vorteilhafterweise auf die
Körperseite der Windel 91 gebracht wird.
Eine andere Eigenschaft von Vliesstoff-Futtern und Vliesstoffen
im allgemeinen ist die Zugfestigkeit, d. h. die Reißfestigkeit.
Diese Eigenschaft wurde auf einer Einrichtung gemessen, bei der
ein Stück eines Vliesstoffes in einem Paar von Klemmbacken
befestigt und dann auseinander gezogen wird. Die zum Zerreißen
des Stoffes erforderliche Kraft wird als Greifzugfestigkeit
aufgezeichnet. Bei der Durchführung dieser Prüfung kann der
Stoff in den Klemmbacken entweder so eingespannt werden, daß
die Kraft parallel zu der Richtung ausgeübt wird, in der der
Stoff niedergelegt wurde (Maschinenrichtung, MD), oder mit
einer solchen Orientierung, dass die Kraft senkrecht zu der
Richtung ausgeübt wird, in der der Stoff niedergelegt wurde
(Querrichtung, CD). Alle die hier wiedergegebenen Werte der
Zugfestigkeit beziehen sich auf Werte in Maschinenrichtung
(MD).
Vliesstoffe, die eine Lage aus einer Vliesschicht mit
zweilappigen Filamenten enthielten, eine erhöhte Zugfestigkeit
aufwiesen. Ohne sich nun auf eine besondere Theorie festlegen
zu wollen, wird gegenwärtig angenommen, dass diese erhöhte
Zugfestigkeit die Folge einer größeren Kontaktfläche ist, die
zwischen den Filamenten zur Verfügung steht, wenn diese in der
oben beschriebenen Weise thermisch miteinander verbunden
werden. Die Zugfestigkeit des Mehrlagenvliesstoffes nimmt
ebenfalls zu, wie dies oben beschrieben wurde, wenn die zuerst
niedergelegte Vliesschicht einen höheren Prozentsatz an
Verschweißgebiet aufweist. Es wird außerdem angenommen, dass
die Zugfestigkeit steigt, wenn eine zweilappige Vliesschicht
und eine Y-förmige Vliesschicht in einem Mehrlagenvliesstoff
verwendet werden, möglicherweise auf Grund der erhöhten
Kontaktfläche für die thermische Verbindung.
Eine weitere Eigenschaft, die besonders wichtig ist, wenn ein
Vliesstoff als Futter für eine Wegwerfwindel verwendet werden
soll, ist die Benetzbarkeit des Futters. Abhängig vom Aufbau
der Windel ist es üblicherweise wünschenswert, das Futter
mindestens teilweise benetzbar auszugestalten, um den Durchgang
von Feuchtigkeit bis zur Absorptionsschicht zu erleichtern.
Außerdem ist es noch in höherem Maß wünschenswert, einen
Gradienten der Benetzbarkeit in dem Futter zur Verfügung zu
haben, durch den Feuchtigkeit vom Träger weggesaugt werden
kann. Im einzelnen besteht die bevorzugteste Lösung darin, eine
dem Körper zugewandte Schicht vorzusehen, die weniger benetzbar
ist als die "Übertragungs"-Schicht, d. h. die Schicht, die dem
absorbierenden Material am nächsten liegt. Auf diese Weise
strömt die Flüssigkeit leichter bis zum absorbierenden Material
als umgekehrt zurück zum Träger.
Viele der für die Herstellung von Vliesschichten geeigneten
Polymere sind hydrophob. Im besonderen sind die beiden
bevorzugtesten Polymere, Polypropylen und Polyethylen,
vollständig hydrophob. Als Folge davon ist es wünschenswert,
Schritte zu unternehmen, um die Benetzbarkeit von
Vliesschichten zu erhöhen, die mit diesen Polymeren hergestellt
werden.
Im Stand der Technik ist es bekannt, dass die Benetzbarkeit
erhöht werden kann, wenn Benetzungsmittel, wie beispielsweise
oberflächenaktive Stoffe (Tenside) zugefügt werden. Im
einzelnen können öberflächenaktive Stoffe auf Kationenbasis,
Anionenbasis oder auf nichtionischer Basis Materialien zugefügt
werden, um diese benetzbar zu machen. Vorzugsweise werden
Filamente aus Polypropylen dadurch benetzbar gemacht, dass
ihnen ein nichtionischer, oberflächenaktiver Stoff zugefügt
wird. Das kann durch Mischen des oberflächenaktiven Stoffes mit
dem Polymer vor seiner Extrusion erfolgen, d. h. durch "interne
Hinzufügung". Das Benetzungsmittel wird vorzugsweise mit dem
Polymer in einer Menge von bis zu ungefähr 5 Gew.-% des
Polymers gemischt. Außerdem hat man festgestellt, dass es bei
Polymeren, wie beispielsweise Polypropylen günstig ist, die
Vliesschichten in irgendeiner Herstellungsstufe zu erhitzen, um
dadurch das Wandern des Benetzungsmittels zur Oberfläche der
Filamente zu bewirken. Ein derartiger Wärmeprozess, mit dem ein
intern zugefügter Schmierstoff zur Oberfläche der Filamente
gebracht wird, ist in den US-Patentschriften 3,973,068 und 4,070,218,
beschrieben. Natürlich muß die Temperatur, auf die die
Vliesschicht erhitzt wird, unter dem Schmelzpunkt der Filamente
liegen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es
möglich ist, den beschriebenen Gradienten der Benetzbarkeit
dadurch herzustellen, dass die gewünschte Menge des
Benetzungsstoffes dem Polymer zugefügt wird, das in die
Vliesschicht der Übertragungsschicht gelangt. Der Vliesschicht
der dem Körper zugewandten Lage braucht entweder kein
Benetzungsmittel zugefügt werden, weniger Benetztungsmittel
oder ein weniger wirksames Benetzungsmittel.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, dass bei der
internen Zugabe des Benetzungsmittels zu den Filamenten aus
Polyethylen keine Notwendigkeit besteht, die Fasern nachher zu
erhitzen, um eine Wanderung des oberflächenaktiven Stoffes zur
Oberfläche zu bewirken. Das ist von Vorteil, wenn das
Polyethylengewebe als Übertragungsschicht verwendet wird, da
dann der Schritt des Erhitzens entfallen kann.
Als Alternative zur internen Zugabe kann das Benetzungsmittel
der Vliesschicht nach ihrer Herstellung auch als Lösung
zugeführt werden, d. h. durch "externe Zugabe". Diese Zugabe
läßt sich ausführen, indem entweder jede einzelne Vliesschicht
oder beide Vliesschichten zusammen in eine Lösung des
Benetzungsmittels getaucht werden, um anschließend das
Lösungsmittel zu verdampfen und dadurch eine Menge des
oberflächenaktiven Stoffes auf der Oberfläche der Vliesschicht
oder der Vliesschichten zurückzulassen. Es kann auch
wünschenswert sein, die Vliesschicht zu erhitzen, um das
Lösungsmittel schneller zu verdampfen. Alternativ dazu kann die
Lösung des oberflächenaktiven Stoffes der Vliesschicht auch
durch Aufsprühen oder durch Tiefdruck zugeführt werden. In
beiden Fällen muss die Verdampfung des Lösungsmittels durch
Erhitzen der Vliesschicht beschleunigt werden. Natürlich ist es
wünschenswert, dass die Verdampfung abgeschlossen bevor die.
Vliesschicht auf der Aufnahmerolle aufgewickelt wird. Bei allen
drei Verfahren der externen Zugabe wird der oberflächenaktive
Stoff so zugegeben, dass er ungefähr bei 5 Gew.-% der
Vliesschicht liegt.
Wie bei der internen Zugabe wird es bevorzugt, das
Benetzungsmittel selektiv zuzugeben, um einen Gradienten der
Benetzbarkeit zu erhalten. Dies kann erfolgen, indem das
Benetzungsmittel entweder einer oder beiden Vliesschichten
zugegeben wird, bevor sie miteinander verbunden werden.
Alternativ dazu können verschiedene Materialien in den Geweben
eingesetzt werden, so dass das Benetzungsmittel wirksamer ist,
wenn es der Übertragungsschicht zugeführt wird als das bei der
Zugabe zu der dem Körper zugewandten Schicht der Fall ist.
Eine Vliesschicht mit Y-förmigen Filamenten als
Übertragungsschicht zeigt sich eine Schicht überlegen, die
entweder zweilapige oder kreisförmige Filamente enthält. Dies
wird gegenwärtig auf das vergrößerte Volumen zurückgeführt,
d. h. auf die geringere Dichte der Vliesschicht, die aus Y-
förmigen Filamenten besteht, die dadurch eine größere
Oberfläche für die Absorption von Feuchtigkeit zeigen.
Eine weitere Eigenschaft, die bei einem Vliesstoff für ein
Futter von Bedeutung ist, betrifft seine Undurchsichtigkeit
oder seine Fähigkeit zum Verhüllen. Im Stand der Technik ist es
bekannt, der Polymerschmelze geringe Mengen von Titandioxid
zuzugeben, um die Undurchsichtigkeit des Vliesstoffes zu
erhöhen. Der, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte
Vliesstoff, weist von Haus aus eine erhöhte Undurchsichtigkeit
auf, möglicherweise auf Grund der größeren Oberfläche der
zweilappigen und/oder Y-förmigen Filamente, die mehr Licht
reflektieren können.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch eine typische
Damenhygiene-Binde 101. Diese enthält eine Vliesstoff-Umhüllung
102, die einen absorbierenden Teil 105 umgibt. Die Vliesstoff-
Umhüllung besteht aus zwei Vliesschichten 103 und 104. Die
meisten der Eigenschaften, die sich bei einer Wegwerfwindel als
wünschenswert für das Vliesstoff-Futter herausgestellt haben,
sind in ähnlicher Weise wünschenswert bei der Vliesstoff-
Umhüllung für eine Damenhygiene-Binde. Es ist dabei wichtig,
dass eine Vliesschicht zur Verfügung stellt, die eine
verbesserte Weichheit aufweist, d. h. sowohl bezüglich ihrer
Drapierfähigkeit und ihres weichen Griffs. Man bevorzugt daher
in ähnlicher Weise die Vliesschicht mit den zweilappig
geformten Filamenten auf der dem Körper zugewandten Seite des
Produkts. Es ist außerdem typischerweise wichtig, die
Benetzbarkeit der Vliesstoff Umhüllung 102 zu verbessern,
vorzugsweise mit einem Gradienten der Benetzbarkeit. Dies kann
erreicht werden, indem einer oder beiden Vliesschichten der
Umhüllung ein Benetzungsmittel zugeführt wird, und zwar durch
Verfahren ähnlich denen, wie sie oben in Verbindung mit dem
Windel-Vliesstofffutter erläutert wurden.
Beispiel 1 wurde auf einer Einrichtung durchgeführt, die
ähnlich ist, wie sie oben in Verbindung mit Fig. 1
beschriebene Einrichtung. Im einzelnen betrug die Breite der
Vliesschicht 30,48 cm (12 Zoll), in der ersten Spinndüsenplatte
waren 50 zweilappig geformte Öffnungen pro 2,54 cm (1 Zoll)
angeordnet und in der zweiten Spinndüsenplatte 50 zweilappig
ausgebildete Öffnungen pro 2,54 cm (1 Zoll) Breite.
Polypropylen wurde durch die erste Spinndüse mit einer
Temperatur der Schmelze von ungefähr 237,78°C (460°F)
extrudiert. Polypropylen wurde durch die zweite Spinndüse bei
einer Temperatur der Schmelze von ungefähr 237,78°C (460°F)
extrudiert. Das Basisgewicht der ersten niedergelegten
Vliesschicht betrug 13,56 g/m2 (0,4 oz./square yard). Die Basis
der zweiten niedergelegten Vliesschicht betrug 13,56 g/m2 (0,4
oz./square yard). Die beiden Vliesschichten wurden entsprechend
dem Muster miteinander verschweißt, das in Fig. 11a
dargestellt ist, und das eine Schweißfläche von ungefähr 22,5
Prozent der Vliesstofffläche ausmacht. Die Temperatur der zum
Verschweißen vorgesehener Walzen betrug ungefähr 132,22°C
(270°F).
Der entstehende Vliesstoff hatte einen Steifigkeitswert nach
Smeltnik (SST) von 160 mm. Außerdem wurde der Stoff dieses
Beispiels auf Zugfestigkeit geprüft, indem ein Stück des
Stoffes zwischen einander gegenüberliegenden Zuggreifern gelegt
wurde. Die Kraft, die erforderlich war, die Vliesschicht in der
Richtung zu zerreißen, in der sie niedergelegt war
(Maschinenrichtung oder MD), betrug 57,82 N (13 lbs).
Beispiel 2 wurde ähnlich wie Beispiel 1 durchgeführt mit der
Ausnahme, dass die verwendete Einrichtung die in Verbindung mit
Fig. 3 beschrieben war. Die zuerst niedergelegte Vliesschicht
wurde bei ungefähr 132,22°C (270°F) entsprechend dem Muster von
11a mit ungefähr 22,5% Verschweißungsgebiet verschweißt. Die
zweite Vliesschicht wurde auf der Oberfläche der zuerst
niedergelegten Vliesschicht niedergelegt und dann mit ungefähr
3% Verschweißungsgebiet verschweißt. Die zuerst niedergelegte
Vliesschicht wurde durch ein Tiefdruckverfahren mit einer
Lösung eines nichtionischen oberflächenaktiven Stoffes
benetzbar gemacht.
Der entstehende Vliesstoff hatte einen SST-Wert von 200 mm und
eine MD-Zugfestigkeit von 44,48 N (10 lbs). Zusätzlich wurde
eine Prüfung durchgeführt, um den "Ablauf" dieses Stoffes zu
bestimmen. Diese Prüfung besteht darin, ein Stück des
Vliesstoffes mit einer Abmessung von 20,23 cm auf 25,4 cm (8 ×
10 Zoll) oben auf eine absorbierende Matte zu legen. Die Matte
und der Vliesstoff waren unter einem Winkel von 45° zueinander
ausgerichtet. Danach wurden 100 ml Wasser auf den Vliesstoff an
einem Punkt gegeben, der 15,24 cm (6 Zoll) von der Unterseite
entfernt lag. Die Wassermenge, die von der Unterseite abtropfte
ohne absorbiert worden zu sein, wurde gemessen und
aufgezeichnet. Für das Beispiel 2 betrug der gemessene Wert 5,5
ml.
Beispiel 3 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 2 durchgeführt
mit der Ausnahme, dass die zuerst niedergelegte Vliesschicht
nicht verschweißt wurde, bevor die zweite auf ihrer Oberseite
niedergelegt wurde. Der entstehende Stoff hatte einen SST-Wert
von 315 mm, eine MD-Zugfestigkeit von 53,38 N (12 lbs) und
einen Ablaufwert von 3,0.
Beispiel 4 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 2 durchgeführt
mit der Ausnahme, dass die zuerst niedergelegte Vliesschicht
bei 121,11°C (250°F) verschweißt wurde, bevor die zweite
Vliesschicht auf ihrer Oberfläche niedergelegt wurde. Die
beiden Vliesschichten wurden dann mit einem
Verschweißungsgebiet von ungefähr 6,6% miteinander
verschweißt. Der entstehende Vliesstoff hatte einen SST-Wert
von 430 mm, eine MD-Zugfestigkeit von 35,58 N (8 lbs) und einen
Ablaufwert von 2,9 ml.
Beispiel 5 wurde ähnlich wie Beispiel 2 durchgeführt mit der
Ausnahme, dass der Querschnitt der zuerst niedergelegten
Vliesschicht Y-förmig ausgestaltet war, und dass die zuerst
niedergelegte Vliesschicht einen intern zugefügten
nichtionischen oberflächenaktiven Stoff aufwies. Die beiden
Vliesschichten wurden bei ungefähr 126,67°C (260°F) miteinander
verschweißt. Der entstehende Vliesstoff hatte einen SST-Wert
von 300 mm, eine MD-Zugfestigkeit von 26,69 N (6 lbs) und einen
Ablaufwert von 22,5 (wobei die Y-förmige Vliesschicht als
Transferschicht diente).
Beispiel 6 wurde ähnlich wie Beispiel 5 durchgeführt mit der
Ausnahme, dass die zuerst niedergelegte Vliesschicht runde
Filamente aufwies, und dass das Basisgewicht der an zweiter
Stelle niedergelegten Vliesschicht 16,69 g/m2 (0,5 oz./square
yard) betrug. Der entstehende Vliesstoff hatte einen SST-Wert
von 220 mm und eine MD-Zugfestigkeit von 40,03 N (9 lbs) sowie
einen Ablaufwert von 71 ml.
Beispiel 7 wurde ähnlich wie Beispiel 2 durchgeführt mit der
Ausnahme, dass die zuerst niedergelegte Vliesschicht und die an
zweiter Stelle niedergelegte Vliesschicht jeweils ein
Basisgewicht von 16,96 g/m2 (0,5 oz./square yard) aufwies. Die
Filamente der zuerst niedergelegten Vliesschicht waren Y-förmig
und hatten einen intern zugefügten nichtionischen
oberflächenaktiven Stoff. Die zweite Vliesschicht wurde durch
eine Spinndüsenplatte mit 30 Öffnungen pro 2,54 cm (1 Zoll)
extrudiert. Die endgültige Verschweißtemperatur betrug ungefähr
137,78°C (280°F). Der entstehende Vliesstoff hatte einen SST-
Wert von 230 mm, eine MD-Zugfestigkeit von 53,38 N (12 lbs) und
einen Ablaufwert von 30 ml.
Beispiel 8 wurde ähnlich wie Beispiel 1 durchgeführt mit der
Ausnahme, dass Polyethylen durch die zweite Spinndüse mit Y-
förmigen Öffnungen und bei einer Temperatur der Schmelze von
ungefähr 190,56°C (375°F) extrudiert wurde. Das Basisgewicht
der an zweiter Stelle niedergelegten Vliesschicht betrug 20,35
g/m2 (0,6 oz./square yard). Die beiden Vliesschichten wurden
bei ungefähr 107,22°C (225°F) und einem Verschweißgebiet von
ungefähr 24% miteinander verschweißt. Der entstehende
Vliesstoff hatte einen SST-Wert von 325 mm und eine MD-
Zugfestigkeit von 42,26 N (9,5 Pound).
Beispiel 9 wurde auf einer Einrichtung durchgeführt, wie sie
oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Im einzelnen
betrug die Breite der Vliesschicht 30,48 cm (12 Zoll), die
erste Spinndüsenplatte wies 50 Öffnungen pro 2,54 cm (1 Zoll)
Breite auf, die zweite Spinndüsenplatte 50 Öffnungen pro 2,54
cm (1 Zoll) Breite. Polypropylen wurde durch die erste
Spinndüse bei einer Temperatur der Schmelze von ungefähr
237,78°C (460°F) durch Öffnungen mit zweilappiger Gestalt
extrudiert. Durch die zweite Spinndüsenplatte wurde Polyethylen
bei einer Temperatur der Schmelze von ungefähr 190,56°C (375°F)
durch Y-förmige Öffnungen extrudiert. Das Basisgewicht der
zuerst niedergelegten Vliesschicht betrug 13,56 g/m2 (0,4
oz./square yard). Das Basisgewicht der an zweiter Stelle
niedergelegten Vliesschicht betrug 20,35 g/m2 (0,6 oz./square
yard). Die beiden Vliesschichten wurden entsprechend dem in
Fig. 11c gezeigten Muster miteinander verschweißt, wobei das
Verschweißungsgebiet ungefähr 24% der Fläche der Vliesschicht
betrug. Die Temperatur der Verschweißwalzen betrug ungefähr
107,22°C (225°F).
Der entstehende Vliesstoff hatte einen Steifigkeitswert nach
Smeltnik (SST) von 325 mm. Außerdem wurde die Zugfestigkeit des
in diesem Beispiel erhaltenen Stoffes gemessen, indem ein Stück
des Vliesstoffes zwischen einandergegenüberliegenden
Zuggreifern eingespannt wurde. Die Kraft, die benötigt wurde,
um den Vliesstoff in der Richtung zu zerreißen, in der es
niedergelegt wurde (Maschinenrichtung oder MD), betrug 42,26 N
(9,5 lbs).
Beispiel 10 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 9
durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Verschweißtemperatur
112,78°C (235°F) betrug. Der entstehende Vliesstoff hatte einen
SST-Wert von 80 mm und eine MD-Zugfestigkeit von 46,70 N (10,5
lbs).
Beispiel 11 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 9
durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Vliesschichten aus
Polypropylen und Polethylen jeweils ein Basisgewicht von 16,96
g/m2 (0,5 oz./square yard) aufwiesen. Die beiden Vliesschichten
wurden mit einem Verschweißungsgebiet von ungefähr 9%
miteinander verschweißt. Die mit dem erhöhten Muster versehene
Walze wurde bei einer Temperatur von 110°C (230°F) gehalten,
während die Temperatur der glatten oder Gegendruckrolle
129,44°C (265°F) betrug. Der entstehende Vliesstoff hatte einen
SST-Wert von 390 mm und eine MD-Zugfestigkeit von 17,79 N (4
lbs).
Beispiel 12 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 11
durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Vliesschichten und die
Verschweißtemperaturen vertauscht wurden d. h. zuerst wurden
Polyethylen Filamente niedergelegt und darauf als zweites
Polypropylen-Filamente. Außerdem wurde die Walze mit dem
erhöhten Muster bei 129,44°C (265°F) eingestellt und die
Gegendruckrolle bei 110°C (230°F). Der entstehende Vliesstoff
hatte einen SST-Wert von 550 mm (wahrscheinlich aufgrund der
Tatsache, dass die besser rutschende Polyethylenyliesschicht
auf der Unterseite und dem Zylinder zugewandt angeordnet war)
und eine MD-Zugfestigkeit von 22,24 N (5 lbs).
Beispiel 13 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 11
durchgeführt mit der Ausnahme, dass die beiden Vliesschichten
mit einem Verschweißungsgebiet von ungefähr 6% miteinander
verschweißt wurden. Der entstehende Vliesstoff hatte einen SST-
Wert von 550 mm und eine MD-Zugfestigkeit von 13,34 N (3 lbs).
Beispiel 14 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 12
durchgeführt mit der Ausnahme, dass die
Polypropylenyliesschicht Filamente mit Y-förmigen Querschnitt
aufwies, und dass Vliesschichten mit einem Verschweißungsgebiet
von ungefähr 22,5% miteinander verschweißt wurden. Der
entstehende Vliesstoff hatte einen SST-Wert von 145 mm und eine
MD-Zugfestigkeit von 31,14 N (7 lbs).
Beispiel 15 wurde in ähnlicher Weise wie Beispiel 9
durchgeführt mit der Ausnahme, dass die Polypropylen-
Vliesschicht bei ungefähr 132,22°C (270°F) verschweißt wurde,
bevor die Polethylen-Vliesschicht auf ihr niedergelegt wurde,
und zwar mit einem Verschweißungsgebiet von ungefähr 22,5%. Der
entstehende Vliesstoff hatte einen SST-Wert von 185 mm und eine
MD-Zugfestigkeit von 31,14 N (7 lbs).
Neben den hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
wird der Fachmann noch eine Vielzahl von Alternativen und
Modifikationen erkennen. Im einzelnen kommen neben den hier
beschriebenen Anwendungen von Vliesschichten gemäß der
Erfindung als Futter für Wegwerfwindeln und als Umhüllungen für
Damenhygieneprodukten weitere Produktetypen in Frage, wie
beispielsweise Wegwerfkleidung für Chirurgen und ähnliches,
Wischtücher für die Industrie usw. Obwohl in den beschriebenen
Ausführungsformen nur zwei Lagen von Vliesschichten beschrieben
wurden, betrifft die Erfindung auch Vliesstoffe mit drei oder
mehr Lagen. In den Ansprüchen ist die Bezeichnung der Lagen als
erste und zweite willkürlich und nicht auf die Reihenfolge
bezogen, in der die Vliesschichten hergestellt oder angeordnet
werden.
Claims (20)
1. Aus mindestens zwei Lagen bestehender Vliesstoff,
dadurch gekennzeichnet,
dass in ihm enthalten sind:
eine erste Vliesschicht (13) mit einer Mehrzahl von Filamenten oder Fasern eines ersten thermoplastischen Materials, wobei die Filamente einen zweilappigen Querschnitt (Fig. 5) aufweisen, wobei zweilappig sich auf eine Form bezieht, die einen in wesentlichen rechteckigen Bereich umfasst, an dessen beiden entgegengesetzten Enden sich jeweils ein vergrößerter Bereich befindet; und
eine zweite Vliesschicht (14), die benachbart zur ersten Vliesschicht angeordnet und mit diesem verschweißt ist, wobei die zweite Vliesschicht eine Vielzahl von Filamenten oder Fasern eines zweiten thermoplastischen Materials enthält.
dadurch gekennzeichnet,
dass in ihm enthalten sind:
eine erste Vliesschicht (13) mit einer Mehrzahl von Filamenten oder Fasern eines ersten thermoplastischen Materials, wobei die Filamente einen zweilappigen Querschnitt (Fig. 5) aufweisen, wobei zweilappig sich auf eine Form bezieht, die einen in wesentlichen rechteckigen Bereich umfasst, an dessen beiden entgegengesetzten Enden sich jeweils ein vergrößerter Bereich befindet; und
eine zweite Vliesschicht (14), die benachbart zur ersten Vliesschicht angeordnet und mit diesem verschweißt ist, wobei die zweite Vliesschicht eine Vielzahl von Filamenten oder Fasern eines zweiten thermoplastischen Materials enthält.
2. Vliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die ersten und zweiten thermoplastischen Materialien
unabhängig voneinander aus der Gruppe der Polyolefine
ausgewählt sind.
3. Vliesstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Polyolefin der ersten Vliesschicht (13) Polyethylen
ist.
4. Vliesstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
das Polyolefin der zweiten Vliesschicht (14) Polypropylen
ist.
5. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1, bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Filamente oder Fasern der zweiten
Vliesschicht (14) benetzbarer sind als die Filamente der
ersten Vliesschicht (13).
6. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Filamente oder Fasern der zweiten
Vliesschicht (14) einen dreilappigen Querschnitt aufweisen
(Fig. 6).
7. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Filamente der ersten Vliesschicht
(13)
und die Filamente der zweiten
Vliesschicht (14) im wesentlichen auf identische Weise
hergestellt und im wesentlichen auf willkürliche Weise
niedergelegt sind.
8. Vliesstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in
jeder der Vliesschichten ein bestimmtes Mass von
Verbindungen zwischen den Filamenten zur Stabilisierung der
Vliesschichten vorliegt.
9. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass das Polyolefin in einer der
Vliesschichten (13, 14) ein Ethylen-Propylen-Copolymer ist.
10. Aus mindestens zwei Schichten bestehender Vliesstoff
nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste
Vliesschicht (13) aus Polyethylenfilamenten und die zweite
Vliesschicht (14) aus Polypropylenfilamenten besteht,
dadurch gekennzeichnet, dass in den Filamenten der ersten
oder der zweiten Vliesschicht (13, 14) ein Benetzungsmittel
enthalten ist, so dass eine Vliesschicht benetzbarer ist
als die andere.
11. Vliesschicht-Futterstoff für Windeln, dadurch
gekennzeichnet, dass der Futterstoff aus einem Vliesstoff
nach einem der Ansprüche 1 bis 9 besteht, und dass eine
Vielzahl von diskreten, verdichteten Gebieten aus thermisch
induzierten Faserverbindungen vorliegt, die sich durch
einen Grossteil der Dicke beider Vliesschichten erstrecken,
wobei die verdichteten Gebiete in einem nicht
zusammenhängenden Muster angeordnet sind, bei dem Bereiche
mit nichtverschweißten Fasern zwischen den verdichteten
Gebieten liegen.
12. Vliesschicht-Futterstoff nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die verdichteten Gebiete in einem
Bereich von 5 bis 30 Prozent der Fläche des Futterstoffes
liegen.
13. Vliesschicht-Umhüllung für ein Damenhygieneprodukt, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vliesschicht-Umhüllung aus einem
Vliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9 besteht, und
dass eine Vielzahl von diskreten, verdichteten Gebieten aus
thermisch induzierten Faserverbindungen vorgesehen ist, die
sich durch einen Großteil der Dicke beider Vliesschichten
erstrecken, wobei die verdichteten Gebiete in einem nicht
zusammenhängenden Muster angeordnet sind, bei dem zwischen
den verdichteten Gebieten Bereiche mit nichtverbundenen
Fasern liegen.
14. Vliesschicht-Umhüllung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die verdichteten Gebiete in einem
Bereich von 5 bis 30 Prozent der Fläche der Vliesschicht-
Umhüllung liegen.
15. Verfahren zur Herstellung eines Vliesschicht-Produktes, in
dem die Schritte enthalten sind:
kontinuierliches Extrudieren eines thermoplastischen Polymers durch eine Spinndüse mit einer Vielzahl von Öffnungen, um diskrete Filamente zu erzeugen;
Ziehen der Filamente;
Ablegen der Filamente auf im wesentlichen willkürliche Art auf ein Trägerband oder ähnliches, um eine Vliesschicht zu bilden; und
Stabilisieren der Vliesschicht durch Erzeugen von Bindungen zwischen den Fasern;
gekennzeichnet durch die Schritte:
Verwendung einer Spinndüse mit zweilappig geformten Öffnungen, um Filamente in einer ersten Vliesschicht zu erzeugen, die einen zweilappigen Querschnitt aufweisen, wobei zweilappig sich auf eine Form bezieht, die einen in wesentlichen rechteckigen Bereich umfasst, an dessen beiden entgegengesetzten Enden sich jeweils ein vergrößerter Bereich befindet.
Ausbilden einer zweiten Vliesschicht, die mit der ersten Vliesschicht verschweißt wird.
kontinuierliches Extrudieren eines thermoplastischen Polymers durch eine Spinndüse mit einer Vielzahl von Öffnungen, um diskrete Filamente zu erzeugen;
Ziehen der Filamente;
Ablegen der Filamente auf im wesentlichen willkürliche Art auf ein Trägerband oder ähnliches, um eine Vliesschicht zu bilden; und
Stabilisieren der Vliesschicht durch Erzeugen von Bindungen zwischen den Fasern;
gekennzeichnet durch die Schritte:
Verwendung einer Spinndüse mit zweilappig geformten Öffnungen, um Filamente in einer ersten Vliesschicht zu erzeugen, die einen zweilappigen Querschnitt aufweisen, wobei zweilappig sich auf eine Form bezieht, die einen in wesentlichen rechteckigen Bereich umfasst, an dessen beiden entgegengesetzten Enden sich jeweils ein vergrößerter Bereich befindet.
Ausbilden einer zweiten Vliesschicht, die mit der ersten Vliesschicht verschweißt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung zwischen den Fasern hergestellt wird, indem
die Vliesschicht durch zwei in entgegengesetzter Richtung
rotierende Walzen geführt wird, von denen mindestens eine
erhitzt wird, und von denen mindestens eine ein erhöht
liegendes Muster aufweist, um eine Vielzahl von diskreten,
verdichteten Gebieten aus thermisch induzierten
Verbindungen zwischen den Fasern zu erzeugen, die sich
durch einen Großteil der Dicke des Produkts erstrecken,
wobei die verdichteten Gebiete in einem nicht
zusammenhängenden Muster angeordnet sind, das dem erhöht
liegenden Muster auf mindestens einer der Walzen
entspricht, wobei das nicht zusammenhängende Muster
zwischen den verdichteten Gebieten Bereiche mit
nichtverschweißten Fasern erzeugt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten
thermoplastischen Materialien unabhängig voneinander aus
der Gruppe der Polyolefine ausgewählt sind.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Vliesschicht (13) aus Polypropylenfilamenten und
die zweite Vliesschicht (14) aus Polyethylenfilamenten
gebildet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass
die Polypropylenyliesschicht und/oder die
Polyethylenyliesschicht durch Erzeugung von Verbindungen
zwischen den Fasern der jeweiligen Vliesschicht
stabilisiert werden, bevor die beiden Vliesschichten
miteinander verschweißt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass
einer der Vliesschichten (13, 14) ein Benetzungsmittel
beigegeben wird, um diese Vliesschicht benetzbarer als die
andere Vliesschicht zu machen.
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