DE3687735T2

DE3687735T2 - Schnellschrumpfende faser, wasserabsorbierendes schrumpfendes garn und andere, diese faser enthaltende gegenstaende.

Info

Publication number: DE3687735T2
Application number: DE8686115092T
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Genba; Shingo Nakanishi; Junichi Yoshinaka
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2006-10-31
Also published as: CA1304570C; EP0220741A3; US4942089A; US4809493A; EP0220741A2; EP0220741B1; DE3687735D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Faser, die fähig ist, bei normaler Temperatur bei Kontakt mit Wasser rasch zu schrumpfen und dabei die Faserform beizubehalten, und die Leistungsmerkmale, wie Kautschukelastizität, zeigt. Ferner betrifft die Erfindung ein unter Verwendung dieser Faser hergestelltes Garn, das fähig ist, bei Absorption von Wasser rasch in der Längsrichtung bei einer hohen Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung zu schrumpfen, und das eine hohe Festigkeit und eine Kautschukelastizität für eine lange Zeitspanne selbst nach der Absorption von Wasser und dem Schrumpfen zeigt. Ferner betrifft die Erfindung ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material, das durch Einführen eines aus dieser Faser hergestellten Garns (Garn, Zwirngarn, Schnur oder dergl.) in ein bei Absorption von Wasser schrumpffähiges Faservlies hergestellt ist, wobei das Garn im Vergleich zum Faservlies zu einer rascheren und weitergehenderen Schrumpfung fähig ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Faserige Materialien, die bei Eintauchen in Wasser unter Quellung oder Auflösung Wasser absorbieren können, sind bereits bekannt. Z.B. sind wasserlösliche Fasern auf der Basis von Polyvinylalkohol (hiernach als "PVA" abgekürzt), die von Harzen mit hydrophilen Gruppen abgeleitet sind, und stark wasserabsorbierende Fasern, die durch Einführung hydrophiler Gruppen modifiziert worden sind, während sie in Faserform vorliegen, allgemein bekannt. Diese Fasern werden jedoch entweder als faserige Klebstoffe für andere Materialien oder zum Zweck der zeitweiligen Befestigung anderer Rohmaterialien verwendet, um deren Verarbeitbarkeit zu erhalten. Im letztgenannten Fall werden diese Fasern schließlich durch Auflösen entfernt. In einigen Fällen werden solche Fasern nur zum Zweck der Absorption von Wasser verwendet. Ebenfalls bekannt sind aus hydrophoben Harzen hergestellte, thermisch schrumpffähige Fasern, die jedoch nur in einem vergleichsweise hohen Temperaturbereich über 60ºC schrumpffähig sind; sie verfestigen sich beim Abkühlen und zeigen daher keine Kautschukelastizität.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben bereits in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 60-2709 eine aus PVA hergestellte Faser vorgeschlagen, die fähig ist, in großem Ausmaß in Wasser zu schrumpfen.
Diese Faser benötigt jedoch 30 Sekunden für eine 30%-ige Schrumpfung in Wasser selbst bei einer Temperatur von 30ºC und zeigt eine sehr langsame Schrumpfgeschwindigkeit, wenn Wasser von normaler Temperatur (im Bereich von 20ºC) verwendet wird, obwohl sie dadurch ausgezeichnet ist, daß sie kaum löslich ist.
Eine hauptsächliche Aufgabe der Erfindung ist es, eine Faser bereitzustellen, die auf Wasser sehr empfindlich ansprechen kann, wenn sie z. B. mit Wasser bei 20ºC in Kontakt kommt, und die stark schrumpfen kann, ohne sich in wesentlichem Umfang zu lösen.
Zum Schrumpfen bei Absorption von Wasser fähige Garne und gewirkte oder gewobene textile Werkstoffe, die aus solchen Garnen hergestellt sind, sind für eine Reihe von Anwendungen nützlich. Wenn derartige schrumpffähige Garne z. B. in den langseitigen Kantenabschnitten von Einmalwindeln (Wegwerfwindeln) verwendet werden, dann absorbieren die Garne vom Benutzer der Windel ausgeschiedenes Wasser (hauptsächlich Urin, diarrhöischer Stuhlgang und dergl.) und schrumpfen, so daß verhindert werden kann, daß Urin, Stuhlgang und dergl. aus der Einmalwindel auslaufen (z. B. US-Patent Nr. 4 357 938 und deutsches Patent Nr. 3 130 241). Wenn die schrumpffähigen Garne für verschiedenartige Befestigungsbänder verwendet werden, und man dann Wasser in den befestigten Abschnitten absorbieren läßt, dann können sie aufgrund des Auftretens einer Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser verhindern, daß sich die befestigten Abschnitte lösen. Wenn aus derartigen schrumpffähigen Garnen hergestellte Tücher als Bezüge für das Feuchtwerk in Offsetdruckmaschinen verwendet werden, dann werden vorher aus den Tüchern Zylinder mit einem etwas größeren Durchmesser als dem der Kernwalze hergestellt. Wenn sie auf der Kernwalze angebracht und in Wasser getaucht werden, dann können die zylinderförmigen Bezüge in engen Kontakt mit der Kernwalze kommen, so daß die Montage wesentlich vereinfacht werden kann. Ferner können aus dem schrumpffähigen Garn hergestellte, eine grobe Textur aufweisende Zylinder oder Schnüre beim Umpflanzen in einfacher Weise auf Pflanzenwurzeln angebracht werden, und zwar aus dem gleichen Grund wie die zuvor erwähnten Bezüge für das Feuchtwerk in Offsetdruckmaschinen. Außerdem sind derartige Garne nützlich bei der Herstellung von Netzen oder Schnüren für Schinken und dergl. Für Ingenieurbauzwecke hergestellte Tücher dieser Art nehmen, wenn sie einmal einer Behandlung zur Absorption von Wasser ausgesetzt worden sind, eine sehr hohe Schlagfestigkeit bei einem hohen an Grad an Dehnung an und können z. B. als gut geeignete Lagen verwendet werden, die verhindern, daß das Ufer schützende Fundamente durch Wellen weggespült oder ausgehöhlt werden. Die Garne sind auch als Feuchtigkeitssensoren nützlich.
Wie durch die vorstehend erwähnten Anwendungen deutlich wird, ist es unerläßlich, daß wasserabsorbierende, schrumpffähige Garne vier Anforderungen erfüllen, nämlich eine hohe Schrumpfgeschwindigkeit und eine hohe Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser, Erhalt einer hohen Festigkeit für eine lange Zeitspanne selbst nach der Absorption von Wasser und ein geeigneter Grad kautschukähnlicher Elastizität. Diese Anforderungen sollten gleichzeitig erfüllt werden.
Verschiedene bei Absorption von Wasser zum Schrumpfen fähige Garne sind bisher vorgeschlagen worden. Die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne gemäß dem Stand der Technik können jedoch nicht einmal eine der vier vorstehend genannten Anforderungen erfüllen und sind daher niemals zufriedenstellend. Z.B. enthalten diejenigen Garne, die bei Absorption von Wasser eine erhöhte Schrumpfgeschwindigkeit und eine erhöhte Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung zeigen, ein hydrophiles Polymer als faserbildendes Polymer, und sie besitzen eine Struktur, die es Wasser erlaubt, leicht ins Innere der Faser einzudringen. Derartige Garne weisen ferner einen erhöhten Grad an Orientierung der faserbildenden Moleküle auf, so daß im eindringenden Wasser gequollene Fasern zur Schrumpfung in Richtung der Faserachse beitragen können. Auf diese Weise ermöglicht die Struktur dieser Fasern bei Absorption von Wasser ein freies Quellen. Daher kann die Struktur im Innern der Fasern bei Absorption von Wasser leicht zerfallen, und als Folge davon fallen die Festigkeit und die Schrumpfspannung nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung rasch ab. Eine denkbare Methode zur Erhöhung der Festigkeit und der Schrumpfspannung nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung würde ein Zwirnen der Garne mit einer großen Drehungszahl umfassen, so daß die innere Struktur kaum zerfallen kann. Da jedoch derartige Garne eine kompakte Struktur haben, kann Wasser kaum in das Innere des Garns eindringen, und gleichzeitig ist der freie Raum, in dem die Fasern quellen können, begrenzt, selbst wenn die das Garn bildenden Fasern Wasser absorbieren. Aus diesen und anderen Gründen sind die Schrumpfgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser merklich vermindert. Daher lassen die bekannten wasserabsorbierenden, schrumpffähigen Garne mindestens hinsichtlich eines der Leistungsmerkmale zu wünschen übrig, nämlich hinsichtlich der Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser, der Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung, der Festigkeit nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung oder der kautschukähnlichen Elastizität nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung, und dementsprechend treten Probleme bei ihrer Verwendung auf verschiedenen Gebieten, wie den vorstehend erwähnten Gebieten, auf.
Dementsprechend besteht eine zweite Aufgabe der Erfindung darin, ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn bereitzustellen, das alle vier vorstehend genannten Anforderungen erfüllen kann, nämlich ein Garn, das eine hohe Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser, eine hohe Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung und eine hohe Festigkeit nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung besitzt und das eine kautschukähnliche Elastizität nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung aufweist.
Nachstehend wird der Stand der Technik bezüglich der vorstehend erwähnten Einmalwindeln ausführlich beschrieben. Während bisher verschiedene Einmalwindeln vorgeschlagen worden sind, sollte die Funktion der Kantenabschnitte der Einmalwindeln darin bestehen, durch einen engen Kontakt mit den Oberschenkeln ein Auslaufen von Urin und dergl. zu verhindern. Als Mittel dazu sind die folgenden drei Methoden bekannt:
a) Die Verwendung eines Elastomers (in der Form eines Bandes oder Garns), wie Polyurethan oder Kautschuk, in den Kantenabschnitten der Einmalwindeln. Diese Kantenabschnitte werden durch die Elastizität des Elastomers in engem Kontakt mit den Oberschenkeln des Benutzers gehalten.
b) Die Verwendung von Garnen, die bei Absorption von Wasser schrumpfen, in den Kantenabschnitten der Einmalwindeln. Die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne absorbieren Wasser aus dem Urin und dergl., und die Kantenabschnitte werden durch die dabei stattfindende Schrumpfung mit den Oberschenkeln des Benutzers in Kontakt gebracht.
c) Kombinierte Verwendung der vorstehend beschriebenen Methoden (a) und (b).
Von diesen drei Methoden wird die Methode (b) gegenüber der Methode (a) bevorzugt, da die verpackten Produkte vor der Benutzung weniger sperrig und handlicher zu tragen sind, und da sie ferner in geringerem Maße Fülligkeit (stuffiness) verursachen. Sie sind daher in neuerer Zeit auf den Markt gebracht worden. Ein Beispiel eines Querschnitts eines solchen Produkts ist in Fig. 10 gezeigt, wobei 15 eine auf der Rückseite befindliche Folie aus einem Polyethylenfilm von etwa 25 um Dicke ist, 16 ein wasserabsorbierendes Mittel zur Absorption von Wasser, wie Urin, ist, 17 eine an der Vorderseite befindliche Folie ist, 18 ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn, um den Kantenabschnitt der Einmalwindel in engen Kontakt mit den Oberschenkeln zu bringen, ist, und die Abschnitte B Dichtungsabschnitte zur Sicherung der wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne an den vorbestimmten Stellen sind (die an der Rückseite befindliche Folie und die an der Vorderseite befindliche Folie werden durch diese Abschnitte zusammengehalten). Einmalwindeln, bei denen die Methode (b) verwendet wird, zeigen in der Tat herausragende Eigenschaften, wie die vorstehend erwähnten, sie weisen jedoch immer noch den Nachteil auf, daß, wenn eine größere Menge Wasser als die, die von dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garn absorbiert werden kann, einen Kantenabschnitt erreicht, das Schrumpfen des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns zu spät eintritt, um ein Auslaufen von Wasser über den Kantenabschnitt zu verhindern. Nach dem Stand der Technik wird dieses Phänomen dadurch vermieden, daß ein Teil des von dem wasserabsorbierenden Mittel absorbierten Wassers absichtlich so früh wie möglich in das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn eingeführt wird, und zwar durch Verwendung eines Hilfsmittels, wie eines absorbierenden Papiers, so daß die Schrumpfung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns vor der plötzlichen Ankunft von durch das wasserabsorbierende Mittel absorbiertem Wasser an dem Kantenabschnitt bewirkt werden kann (das in Fig. 10 mit dem Bezugszeichen 19 gezeigte absorbierende Papier wirkt in dieser Weise), wie z. B. in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 57- 35002 (d. h., das vorstehend zitierte US-Patent Nr. 4 357 938 oder das vorstehend zitierte deutsche Patent Nr. 3 130 241) oder in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 57-56502 offenbart ist. Diese Technik hat jedoch bei der Lösung des Auslaufproblems ebenfalls versagt, da die Schrumpfung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns nicht rechtzeitig stattfinden kann, wenn Windeln unter außerordentlichen Bedingungen benutzt werden (z. B. wenn Benutzer urinieren, während sie auf der Seite liegen, oder wenn Benutzer heftig diarrhöischen Stuhlgang ausscheiden).
Wenn bei Verwendung eines wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns in den Kantenabschnitten von Einmalwindeln das wasserabsorbierende Mittel und das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn überlagert werden, dann schrumpfen die Kantenabschnitte nicht, da das wasserabsorbierende Mittel selbst sperrig ist und nicht schrumpft. Es ist daher nach dem Stand der Technik unerläßlich, daß das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn fast allein in den Kantenabschnitten der Einmalwindeln angeordnet wird, ohne mit dem wasserabsorbierenden Mittel zu überlappen (vgl. die vorstehend zitierten japanischen Offenlegungsschriften Nr. 57-35002 und Nr. 57- 56502). Die in den Kantenabschnitten der Einmalwindeln zu verwendenden wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne haben im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 0,5-0,7 mm, und ihre alleinige Verwendung kann daher zum Auftreten von Druckstellen, verursacht durch Einschnüren der Oberschenkel, führen, wenn die Abschnitte in engem Kontakt mit den Oberschenkeln gehalten werden. Obwohl solche Druckstellen vom medizinischen Standpunkt für den Benutzer harmlos sind, können sie doch dazu beitragen, Mütter ängstlich zu machen, insbesondere, wenn es sich bei den Benutzern um ihre Babys handelt. Dieses große Problem tritt auch bei der Methode (b) auf.
Bei der Methode (c) besteht das gleiche vorstehend erwähnte Problem, da sie lediglich eine Kombination der Methoden (a) und (b) ist.
Dementsprechend ist es eine dritte Aufgabe der Erfindung, ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material bereitzustellen, das zur Herstellung von Einmalwindeln mit idealen Leistungsmerkmalen geeignet ist, nämlich von Einmalwindeln, bei denen das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material bei Verwendung in den Kantenabschnitten ein Auslaufen aus der Einmalwindel verhindert, und zwar ohne Einschnürdruckstellen auf den Oberschenkeln zu verursachen, bei geringer Steifheit im Schritt und einer kompakten Form der gefalteten Einmalwindel vor der Benutzung.
In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen gilt: 1 kp = 9,81 N.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Die vorstehend genannte erste Aufgabe der Erfindung kann durch Bereitstellen einer Faser gelöst werden, die zum Schrumpfen in Gegenwart von Wasser fähig ist, die jedoch in Wasser kaum löslich ist, wobei das faserbildende Polymer ein Polymer vom Vinylalkoholtyp umfaßt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es sich beim faserbildenden Polymer um einen carboxyhaltigen modifizierten Polyvinylalkohol mit einem Carboxylgruppenanteil von 0,5-10 Mol-% handelt und daß die maximale prozentuale Schrumpfung in Wasser bei 20ºC nicht unter 30% liegt, wobei die zum Erreichen der prozentualen Schrumpfung von 30% erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 10 Sekunden beträgt, daß die im Zustand der ursprünglichen Lange gemessene Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC nicht weniger als 1,755 kg/m² (150 mg/den) beträgt, wobei die bis zum Auftreten der Schrumpfspannung von 1,755 kg/m² (150 mg/den) erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 10 Sekunden beträgt, daß die im Zustand einer 30%-igen Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge gemessene Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC nicht weniger als 0,351 kg/m² (30 mg/den) beträgt, und daß der Gewichtsverlust aufgrund von Auflösung nach Dispersion in Wasser bei 20ºC nicht mehr als 45% beträgt. (Hiernach wird die Erfindung, die die rasch schrumpfende Faser betrifft, als erste Erfindung bezeichnet.) Die vorstehend genannte zweite Aufgabe der Erfindung kann durch Bereitstellen eines wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns gelöst werden, das durch Mischzwirnen oder Mischspinnen der rasch schrumpfenden Faser und einer bei Absorption von Wasser langsamer als diese Faser schrumpfenden Faser hergestellt wird. (Hiernach wird die Erfindung, die dieses wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn betrifft, als zweite Erfindung bezeichnet.)
Ferner kann die dritte vorstehend genannte Aufgabe der Erfindung durch Bereitstellen eines wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gelöst werden, das aus einem bei Absorption von Wasser schrumpffähigen Faservlies und einem bei Absorption von Wasser mit höherer Geschwindigkeit und in größerem Ausmaß als das Faservlies schrumpffähigen Garn besteht, wobei das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn die rasch schrumpfende Faser enthält. (Hiernach wird die Erfindung, die das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material betrifft, als dritte Erfindung bezeichnet.)

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In der beigefügten Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Garns, hergestellt durch Zusammenzwirnen einer rasch schrumpfenden Faser 1 und einer nichtschrumpfenden Faser 2;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Garns, nunmehr im geschrumpften Zustand;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Garns, hergestellt durch Zusammenzwirnen einer rasch schrumpfenden Faser 3 und einer bei Absorption von Wasser langsam schrumpfenden Faser 4, nämlich eines Garns gemäß der zweiten Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des in Fig. 3 gezeigten Garns, nunmehr im geschrumpften Zustand;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Zustandes einer einzelnen, rasch schrumpfenden Faser 6 in einem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garn 5, gemäß der zweiten Erfindung, wobei r der Radius des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns, d die Ganghöhe der Verdrehung und e der Verdrehungswinkel ist;
Fig. 6 eine abgerollte Darstellung von Fig. 5;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer einzelnen rasch schrumpfenden Faser in einem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garn gemäß der zweiten Erfindung, das ein faltgezwirntes Garn mit einer primären Drehung und einer Enddrehung, die beide die gleiche Richtung aufweisen, ist, wobei 7 das primäre Zwirngarn, 6 die einzelne rasch schrumpfende Faser, R&sub1; der Verdrehungswinkel der einzelnen rasch schrumpfenden Faser im primären Zwirngarn und R&sub2; der Verdrehungswinkel des primären Zwirngarns in dem faltgezwirnten Garn ist;
Fig. 8 eine Draufsicht auf ein beispielhaftes wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material gemäß der dritten Erfindung;
ist Fig. 9 ein Querschnitt einer beispielhaften Einmalwindel, in der das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung verwendet ist; und
ist Fig. 10 ein Querschnitt einer beispielhaften üblichen Einmalwindel.

Ausführliche Darstellung bevorzugter Ausführungsformen

Die erste vorstehend erwähnte Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Auf einer zunehmenden Zahl von Gebieten werden faserige Materialien benötigt, die fähig sind, empfindlich auf Wasser zu reagieren und rasch zu schrumpfen, wenn sie bei normaler Temperatur mit Wasser in Kontakt kommen. Um die Geschwindigkeit des Schrumpfens bei der Bewertung solcher Materialien im Hinblick auf ihre praktische Verwendbarkeit auszudrücken, wird hier die zum Erreichen einer prozentualen Schrumpfung von 30% erforderliche Zeitspanne herangezogen. Für die hier offenbarte rasch schrumpfende Faser sollte diese Zeitspanne nicht länger als 10 Sekunden, vorzugsweise nicht länger als 7 Sekunden betragen. Da es zu den Voraussetzungen gehört, daß die Faser nach dem Schrumpfen ihre Kautschukelastizität beibehalten sollte, ist es vom Standpunkt des Faservolumens und der Wirtschaftlichkeit aus wünschenswert, daß die Schrumpfspannung in der Phase, in der die Schrumpfung 30% beträgt, so hoch wie möglich ist. Erfindungsgemäß konnten die folgenden, in Wasser von 20ºC bestimmten Leistungsmerkmale erhalten werden: maximale Schrumpfung von nicht weniger als 30%, zum Erreichen der 30%-igen Schrumpfung erforderliche Zeitspanne von nicht mehr als 10 Sekunden, Schrumpfspannung im Zustand der ursprünglichen Länge von nicht weniger als 1,755 kg/m² (150 mg/den), zum Erreichen einer Schrumpfspannung von 1,755 kg/m² (150 mg/den) erforderliche Zeitspanne von nicht mehr als 10 Sekunden und Schrumpfspannung im Zustand einer 30%-igen Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge von nicht weniger als 0,351 kg/m² (30 mg/den). Selbst wenn jedoch diese Schrumpfgeschwindigkeit und diese Schrumpfspannung sichergestellt sind, muß ein übermäßiges Quellen verhindert werden, so daß der Zustand der Schrumpfung, insbesondere die Schrumpfspannung, für eine längere Zeitspanne aufrechterhalten werden kann. Der Gewichtsverlust durch Auflösen, der bestimmt wird, indem man Faserabschnitte von etwa 10 mm Länge im freien Zustand in Wasser von 20ºC mit einem Badverhältnis von nicht weniger als 200 dispergiert, die Suspension stehen läßt und den Gewichtsverlust nach 60-minütigem Stehen mißt, darf daher nicht größer als 45%, vorzugsweise nicht größer als 25% sein.
Es ist bekannt, daß die Verwendung von Rohmaterialien aus PVA-Derivaten, die durch Einführen verschiedener modifizierender Gruppen erhalten wurden, günstig zur Verbesserung der Affinität zu Wasser von Fasern ist, die eine ausreichende Festigkeit für ihre praktische Verwendung besitzen. Modifizierter PVA ist das Rohmaterial für die Verwendung bei der Ausführung der ersten Erfindung. Insbesondere im Hinblick auf eine rasche Schrumpfung in Wasser und eine geringe Löslichkeit werden mit Carboxylgruppen modifizierte PVA-Arten verwendet. Darunter werden carboxymodifizierte PVAs, wie mit Itaconsäure modifizierter PVA und mit Maleinsäure modifizierter PVA, und insbesondere mit Itaconsäure modifizierter PVA, bevorzugt. Im Fall der vorliegenden Erfindung werden carboxymodifizierte PVAs verwendet, die einen Carboxymodifikationsgrad von 0,5-10 Mol-% aufweisen und die vorzugsweise einen mittleren Polymerisationsgrad von 500-3000 und einen Verseifungsgrad von 79-99,9 Mol-% aufweisen, und die insbesondere einen Modifikationsgrad von 1,5-5 Mol-%, einen mittleren Polymerisationsgrad von 1000-2000 und einen Verseifungsgrad von 86-99 Mol-% aufweisen. Der Ausdruck "Carboxymodifikationsgrad (Gehalt in Mol-%)", wie er hier für den modifizierten Polyvinylalkohol verwendet wird, bezeichnet die Mol-% an carboxylgruppenhaltigen Monomeren bezogen auf die Gesamtmenge an Vinylacetat und carboxylgruppenhaltigem Monomer, die zur Synthese des modifizierten Polyvinylalkohols verwendet werden.
Der carboxymodifizierte PVA kann zu einer Faser gesponnen werden, und zwar entweder durch ein Trockenspinnverfahren oder durch ein Naßspinnverfahren. Es ist jedoch wirtschaftlich sinnvoll, das Trockenspinnverfahren anzuwenden, da der PVA stark hydrophil ist. Es wird daher eine wäßrige Lösung des carboxymodifizierten PVA mit einer Konzentration von 35-60%, vorzugsweise von 50-55%, als Spinnlösung verwendet. Zum Spinnen wird ein besonderes Spinnverfahren angewandt, das sich deutlich von dem normalen Trockenspinnverfahren für Vinylon (in Japan Gattungsbegriff für synthetische Fasern, die hauptsächlich aus Polyvinylalkoholfasern bestehen) unterscheidet, und die gesponnenen Filamente werden gestreckt und einer Wärmebehandlung unterworfen. Das Streckverhältnis sollte mindestens 4 betragen, so daß eine innere Spannung in der Faser aufrechterhalten bleibt, um die erforderliche Schrumpfgeschwindigkeit sicherzustellen.
In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-10174 wird ein ähnliches Verfahren vorgeschlagen. Das Ziel dieses Vorschlags ist es jedoch, eine in Wasser bei niedrigen Temperaturen lösliche Faser herzustellen, und der Vorschlag ist durch Strecken bei niedriger Temperatur und eine Wärmebehandlung bei 100-180ºC charakterisiert. Er unterscheidet sich daher stark von der vorliegenden Erfindung. Nach der in der vorstehend zitierten Patentschrift angegebenen Methode erhaltene Fasern lösen sich, wenn sie in Kontakt mit Wasser von normaler Temperatur gebracht werden, fast vollständig in einer kurzen Zeitspanne im Wasser auf, ihnen fehlt also völlig die Wasserbeständigkeit. Im Gegensatz dazu kann die erfindungsgemäße rasch schrumpfende Faser zum größten Teil in der Faserform verbleiben, selbst wenn sie für eine lange Zeitspanne in Wasser eintaucht; sie weist also eine sogenannte Wasserbeständigkeit auf.
Eine teilweise Blockierung der Hydroxylgruppen, z. B. mit einem Aldehyd, ist eine übliche Methode, um PVA-Fasern mit wasserbeständig auszurüsten. Bei einer so starken hydrophilen Beschaffenheit, wie sie für die Ausführung der Erfindung aufrechterhalten werden muß, sollte der Grad der Acetalbildung extrem niedrig sein, und um solche Fasern schwerlöslich oder unlöslich zu machen, ist die Verwendung eines Dialdehyds, der zu einer intermolekularen Vernetzung führt, wirksam. Im Fall stark hydrophiler carboxymodifizierter PVA-Fasern ist es jedoch unmöglich oder aus wirtschaftlichen Gründen nicht zu bevorzugen, einen Aldehyd einer Reaktion in einem wäßrigen System zu unterwerfen.
Im Fall normaler PVA-Fasern ist es auch möglich, ihre Wasserbeständigkeit durch Erhöhen der Temperatur beim Strecken und bei der Wärmebehandlung, wodurch die Kristallinität der faserbildenden Moleküle erhöht wird, zu verbessern. Es ist jedoch unter Fachleuten bekannt, daß das durch eine solche Technik hervorgerufene Phänomen der Kristallisation zu einer Abnahme des Schrumpfverhaltens bei niedriger Temperatur führt, die stärker ins Gewicht fällt als die Erhöhung der Auflösungstemperatur.
Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, daß selbst wenn die Temperatur beim Strecken und bei der Wärmebehandlung 190ºC oder darüber beträgt, die geringe Löslichkeit der modifizierten PVA-Fasern, die unter Verwendung eines carboxymodifizierten PVA hergestellt wurden, in Wasser bei 20ºC merklich verbessert werden kann, und zwar fast ohne Änderung der Eigenschaft des raschen Schrumpfens in Wasser bei 20ºC.
Wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 53-10174 angedeutet wird, fällt andererseits das maximal anwendbare Streckverhältnis rasch auf 3,5 oder weniger, und die geringe Löslichkeit in Wasser und die prozentuale Schrumpfung, die erforderlich sind, können kaum sichergestellt werden, wenn die Temperatur beim Strecken und bei der Wärmebehandlung 190ºC übersteigt.
Als Ergebnis ihrer intensiven Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung Fasern mit der Eigenschaft eines raschen Schrumpfens sowie einer geringen Löslichkeit in Wasser durch Anwendung eines besonderen Spinnverfahrens aufgefunden, wobei es möglich ist, ein maximales Streckverhältnis von 4 oder mehr zu erreichen. Die zur Sicherstellung der geringen Löslichkeit in Wasser und der Eigenschaft des raschen Schrumpfens erforderlichen Bedingungen beim Strecken und bei der Wärmebehandlung, nämlich eine Temperatur beim Strecken von 190-230ºC und ein Streckverhältnis von 4-7, sind dadurch sinnvoll anwendbar geworden, daß die Spinnlösung, bei der es sich um eine wäßrige Lösung eines carboxymodifizierten Polyvinylalkohols mit einer Konzentration von 35-60% handelt, durch eine Düse bei einer Temperatur der Spinnlösung von 95-160ºC gepreßt wird, wobei unmittelbar danach ein besonderer Spinnschacht mit einer Kühlzone von 0,1-1,0 m Länge, die auf eine Temperatur von 20-70ºC, vorzugsweise von 20-50ºC, eingestellt ist und einer Vortrockenzone von 1-8 m Länge, die auf eine Temperatur von 80-170ºC, vorzugsweise von 90-140º C, eingestellt ist, verwendet wird, um dabei die Fasern zu bilden, die dann bei einer Temperatur von 110-145ºC getrocknet werden, bis sie fast staubtrocken sind. Wenn die Temperatur beim Strecken unter 190ºC liegt, dann ist es unmöglich, eine ausreichend geringe Löslichkeit in Wasser sicherzustellen, während bei Temperaturen über 220ºC die Fasern sich allmählich verfärben. Die Verfärbung kann in den Fällen, in denen das Aussehen ein wichtiges Qualitätkriterium ist, ein Nachteil sein. Das Strecken und die Wärmebehandlung sollten daher vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 200-215ºC durchgeführt werden.
Das Streckverhältnis liegt im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Faser und die Produktivität vorzugsweise im Bereich von 4-7. Es ist wünschenswert, ein vergleichsweise hohes Streckverhältnis bei einer vergleichsweise hohen Behandlungstemperatur anzuwenden.
Denkbare Gebiete der Verwendung der rasch schrumpfenden Faser gemäß der ersten Erfindung umfassen, ohne Beschränkung hierauf, Seitenkantenbefestigungsbänder in Einmalwindeln, die nachstehend noch erwähnt werden, Sensoren zur Erfassung von Feuchtigkeit, Befestigungsgarne für Fischereigeräte, Befestigungsbänder für das Pfropfen von Pflanzen und um Pflanzenwurzeln zu wickelnde Bänder.
Die zweite Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Während hohe Schrumpfgeschwindigkeiten bei Absorption von Wasser und hohe Geschwindigkeiten des Auftretens der Schrumpfspannung charakteristisch für Fasern sind, die bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähig sind, wobei es sich typischerweise um die vorstehend erwähnten Fasern gemäß der ersten Erfindung handelt, weisen solche Fasern immer noch den Nachteil auf, daß die Festigkeit und die Schrumpfspannung nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung innerhalb einer kurzen Zeitspanne abfallen. Andererseits zeigen
Fasern, die bei Absorption von Wasser langsam schrumpfen, eine hohe Festigkeit und eine hohe Schrumpfspannung nach der Absorption von Wasser und dem Schrumpfen, aber sie weisen den Nachteil auf, daß sie bei Absorption von Wasser zu langsam und mit einem zu langsamen Auftreten der Schrumpfspannung schrumpfen. Die zweite Erfindung beruht auf dem Befund, daß die jeweiligen Vorteile der beiden Arten von Fasern verstärkt und die jeweiligen Nachteile aufgehoben werden können, wenn die beiden Arten von Fasern mit ihren vorstehend erwähnten Vor- und Nachteilen kombiniert und miteinander vereinigt werden. Gemäß der zweiten Erfindung werden diese beiden Arten von Fasern kombiniert, um mittels Mischzwirnen oder Mischspinnen Garne zu erhalten. Diese Art der Kombination wird bevorzugt, um die Vorteile zu erweitern bzw. um die Nachteile aufzuheben, die die Fasern zeigen.
Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn gemäß der zweiten Erfindung wird im folgenden weiter beschrieben, und zwar wird als Beispiel der Fall seiner Verwendung in den langseitigen Kantenabschnitten von Einmalwindeln gewählt. In einem solchen Fall ist es insbesondere erforderlich, daß die Schrumpfgeschwindigkeit, sowie die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung hoch sind. Wenn die Schrumpfgeschwindigkeit des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns bei der Absorption von Wasser oder die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung langsam sind, und wenn die Ausscheidung von Körperflüssigkeit durch den Benutzer der Einmalwindel abrupt und heftig erfolgt (z. B. wenn der Benutzer heftig diarrhöischen Stuhlgang ausscheidet oder wenn der Benutzer uriniert, während er auf der Seite liegt), würde das Exkrement aus der Einmalwindel über deren Kantenabschnitte auslaufen, bevor die auf der Einmalwindel angebrachten wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne ausreichend funktionieren können (d. h., bevor die Seitenkanten der Einmalwindel in ausreichend engen Kontakt mit den Oberschenkeln des Benutzers kommen können). Während ferner die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne ein wiederholtes Ausdehnen und Schrumpfen erfahren, da sich die Benutzer von Einmalwindeln im allgemeinen häufig bewegen, müssen die Seitenkantenabschnitte der Einmalwindeln ständig in engem Kontakt mit den Oberschenkeln bleiben. Selbst wenn Einmalwindeln unter außergewöhnlichen Bedingungen benutzt werden (z. B. wenn sie nicht in einem normalen oder angemessenen Zustand getragen oder gehalten werden oder wenn sich der Benutzer heftig bewegt), dürfen die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne nicht brechen. Um alle diese Anforderungen zu erfüllen, ist es notwendig, daß die Garne nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung einen geeigneten Grad an Kautschukelastizität und einen genügenden Grad an Festigkeit behalten. Die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne, die in den Seitenkantenabschnitten von Einmalwindeln verwendet werden, schrumpfen bei Absorption von Wasser, das in den Exkrementen des Benutzers enthalten ist. In einer derartigen Situation erreicht die ausgeschiedene Körperflüssigkeit nicht immer unverzüglich die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne. Es ist vorauszusehen, daß ein neuer Teil von Exkrementen nach der Absorption eines Exkrementes durch das absorbierende Mittel in der Einmalwindel und nach einem Abfall der Temperatur ausgeschieden wird, und daß danach alte und neue Teile als Gemisch die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne erreichen.
Die prozentuale Schrumpfung, die Schrumpfgeschwindigkeit, die Schrumpfspannung, die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung, der Grad des Quellens, die Spannungsrelaxation nach dem Quellen und dergl. eines organischen makromolekularen Materials hängen naturgemäß von der Temperatur ab. Sie nehmen mit steigender Temperatur zu, aber ihre Temperaturabhängigkeit variiert von Material zu Material. Die in den Seitenkantenabschnitten von Einmalwindeln zu verwendenden wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne müssen ausreichend funktionieren, und zwar selbst unter den denkbar ungünstigsten Bedingungen des Gebrauchs. Daher ist zu beachten:
A) Wenn die Umgebungstemperatur in Betracht gezogen wird, dann ist es erforderlich, daß die anfänglichen Leistungsmerkmale, die unverzüglich bei Absorption von Wasser gegeben sein müssen, einschließlich der prozentualen Schrumpfung bei Absorption von Wasser, der Geschwindigkeit der Schrumpfung, der Schrumpfspannung und der Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung selbst bei einer Temperatur in der Gegend von 20ºC, die beträchtlich niedriger als die Körpertemperatur ist, vorhanden sind.
B) Die Leistungsmerkmale, die nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung erhalten bleiben müssen (insbesondere kautschukähnliche Elastizität und Festigkeit), sollten für einen längeren Zeitabschnitt vorhanden sein, und zwar selbst in einem Temperaturbereich, der fast die Körpertemperatur erreicht; eine wesentliche Spannungsrelaxation sollte nicht beobachtet werden.
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen sollten die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne, die für die Seitenkantenabschnitte von Einmalwindeln zu verwenden sind, folgende Merkmale aufweisen:
1) Prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser: Die maximale Schrumpfung in Wasser von 20ºC (hiernach kurz als "Schrumpfung bei Absorption von Wasser" bezeichnet) sollte 30% oder mehr betragen, und die zum Erreichen der 30%-igen Schrumpfung erforderliche Zeit (hiernach als "Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser" bezeichnet) sollte nicht länger als 10 Sekunden sein. Wenn die Schrumpfung bei Absorption von Wasser weniger als 30% beträgt, dann kommen die Seitenkantenabschnitte möglicherweise nicht in genügend engen Kontakt mit den Oberschenkeln.
2) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser: Wenn die Garnstärke und wirtschaftliche Faktoren mit in Betracht gezogen werden, dann sollte die Schrumpfspannung im Zustand der ursprünglichen Länge in Wasser bei 20ºC (hiernach als "Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser" bezeichnet) vorzugsweise wenigstens 0,351 kg/m² (30 mg/den) betragen, und die zum Auftreten der Schrumpfspannung von 0,351 kg/m² (30 mg/den) bei Absorption von Wasser benötigte Zeit (hiernach als "Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser" bezeichnet) sollte vorzugsweise nicht länger als 10 Sekunden sein. Wenn die Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser niedrig ist, dann reichen die Kräfte nicht aus, um die Seitenkantenabschnitte der Einmalwindeln in engen Kontakt mit den Oberschenkeln zu bringen, so daß eine Schrumpfung erst nach Erweichen der Seitenkantenabschnitte als Folge der Absorption von Wasser durch das gesamte, die Abschnitte bildende Material und somit zu spät erfolgt. Es ist möglich, die Schrumpfspannung durch Vergrößerung der zu verwendenden Garne zu erhöhen. In diesem Fall führen die von den schrumpffähigen Garnen gebildeten vorstehenden Abschnitte jedoch dazu, daß sich die Benutzer nicht wohl fühlen. Eine solche Maßnahme ist auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus nicht günstig.
3) Die Garne sollten nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung kautschukähnliche Elastizität aufweisen. Genauer sollte die Schrumpfspannung im wasserhaltigen Zustand nach 16-stündigem Eintauchen in Wasser bei 20ºC unter der Bedingung einer 30%-igen Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge (hiernach als "Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser" bezeichnet) vorzugsweise 0,117 kg/m² (10 mg/den) oder mehr betragen. Insbesondere sollte die Schrumpfspannung im wasserhaltigen Zustand nach 8-stündigem Eintauchen in Wasser bei 35ºC (hiernach als "Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC" bezeichnet) nicht weniger als 0,117 kg/m² (10 mg/den) betragen. Wenn die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser im Temperaturbereich von 20ºC bis in die Nähe der Körpertemperatur bei Benutzung abfällt, dann können die Seitenkantenabschnitte der Einmalwindeln sich nicht entsprechend den Bewegungen des Benutzers strecken und wieder zusammenziehen, und bleiben daher nicht in ausreichend engem Kontakt mit den Oberschenkeln. Wenn die Maße der zu verwendenden Garne vergrößert werden, um die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser zu erhöhen, dann wird man aus den gleichen Gründen, wie den vorstehend unter (2) genannten, unvorteilhafte Ergebnisse erzielen.
4) Festigkeit nach Absorption von Wasser und Schrumpfung: Dies bezieht sich auf die Reißfestigkeit im wasserhaltigen Zustand nach 16-stündigem Eintauchen in Wasser bei 20ºC im Zustand 30%-iger Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge (hiernach als "Festigkeit nach Absorption von Wasser" bezeichnet), und sie sollte vorzugsweise nicht weniger als 3,51 kg/m² (300 mg/den) betragen. Dies ist deshalb der Fall, da darauf geachtet werden sollte, daß die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne, selbst nachdem sie geschrumpft und mit Wasser gequollen sind, unter außergewöhnlichen Bedingungen des Tragens von Einmalwindeln nicht als Folge heftiger Bewegungen des Benutzers reißen können.
Im vorstehenden sind die Merkmale, die im Fall von wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garnen für Einmalwindeln erforderlich sind, beschrieben worden, wobei dieser Fall als Beispiel diente. Diese Merkmale sind auch nützlich beim Einsatz der wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne auf anderen Anwendungsgebieten, wie sie vorstehend erwähnt wurden. Wenn z. B. die wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne gemäß der zweiten Erfindung, die die vorstehend erwähnten Leistungsmerkmale aufweisen, als Befestigungsbänder, zum Zusammenbinden von Wurzeln oder als Netze oder Befestigungsbänder für Schinken verwendet werden, dann kann die Arbeitseffektivität wesentlich gesteigert werden. Wenn sie zur Herstellung von Bezügen für Feuchtwerke in Offsetdruckmaschinen verwendet werden, dann kann die Wirtschaftlichkeit des Austauschs der Bezüge merklich erhöht werden. Wenn sie als Feuchtigkeitssensoren verwendet werden, dann können Daten mit höherer Empfindlichkeit erhalten werden.
Mit der zweiten Erfindung werden auf diese Weise die vorstehend erwähnten vier Merkmale mit Erfolg einer höheren Funktionalität zugeführt, indem man von den jeweiligen Vorteilen der rasch schrumpfenden Faser und der langsam schrumpfenden Faser wirkungsvollen Gebrauch macht, und indem man ihnen erweiterte Funktionen überträgt, wie vorstehend erwähnt ist. Mit anderen Worten, die bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser bestimmt die Merkmale in der Anfangsphase bei Absorption von Wasser (Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser und Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser), während die Leistungsmerkmale, die nach der Absorption von Wasser erhalten bleiben sollen (Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser, Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC und Festigkeit nach Absorption von Wasser), derjenigen Faser zugewiesen werden, die fähig ist, Wasser zu absorbieren und zu einem, verglichen mit der bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähigen Faser späteren Zeitpunkt (im allgemeinen innerhalb von 5 Minuten) zu schrumpfen. Wie aus dem Vorstehenden klar wird, sollten die bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser und die bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser, die die zweite Erfindung ausmachen, die vorstehend erwähnten vier Merkmale im kombinierten Zustand aufweisen. Zu diesem Zweck sollten die entsprechenden Fasern derartige Leistungsmerkmale aufweisen, wie sie in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt sind. Gemäß der Tabelle ist es erforderlich, daß die Kapazität der bei Absorption von Wasser rasch schrumpfenden Faser, die 5 Minuten nach der Absorption von Wasser bestimmte Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung zu halten, ausreicht, ihren Anteil an der Schrumpfspannung zu leisten, bis die bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser eine Schrumpfspannung zeigt (im allgemeinen innerhalb von 5 Minuten). Einige Daten für eine Faser, die im wesentlichen nicht fähig ist, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen, sind in Tabelle 1 ebenfalls angegeben. Tabelle 1 Faser, die bei Absorption von Wasser rasch schrumpft Faser, die bei Absorption von Wasser langsm schrumpft Faser, die bei Absorption von im wesentlichen nicht schrumpft Schrumpfung bei Absorption von Wasser Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Schrumpfspannung bei 30%iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser Kapazität, die Schrumpfspannung bei 30%iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser zu halten Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser von 35ºC Festigkeit nach Absorption von Wasser
Die Meßmethoden für diese Leistungsmerkmale werden weiter unten beschrieben.
Die vorstehende Tabelle zeigt klar, daß die rasch schrumpfende Faser gemäß der ersten Erfindung recht gut als die vorstehend erwähnte, bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser geeignet ist Die Polymeren, die die bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser bilden, sind carboxyhaltige modifizierte Polyvinylalkohole, und die Polymeren, die die bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser bilden, weisen vorzugsweise die in Tabelle 1 angegebenen Merkmale auf. Es handelt sich z. B. um Polyvinylalkohol, carboxyhaltiger modifizierter Polyvinylalkohol, hydrolysiertes Polyacrylnitril (wobei die Nitrilgruppe in -COOX umgewandelt ist und X für Li, K, Na, NH&sub4; oder dergl. steht), carboxymethylierte Cellulose und durch Pfropfen mit Acrylsäure modifizierte Cellulose.
Im folgenden werden die bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser und die bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser weiter beschrieben, wobei besonders bevorzugte Fasern vom Polyvinylalkohol-Typ als typische Beispiele gewählt werden.
A. Bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser Es wird die vorstehend erwähnte rasch schrumpfende Faser gemäß der ersten Erfindung verwendet.
B. Bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 60-2709 haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung ein Garn vorgeschlagen, das aus normalem PVA hergestellt ist und fähig ist, in Wasser stark zu schrumpfen. Die Besonderheit besteht darin, die Molekülorientierung innerhalb der Faser zu fördern, soweit das in einem inhomogenen Zustand möglich ist, während die Kristallisation auf das minimal notwendige Maß beschränkt wird, so daß eine im Innern der Faser latente inhomogene Spannung durch eine leichte Quellwirkung in dem Augenblick relaxiert werden kann, in dem die Faser mit Wasser in Kontakt kommt. Die bei diesem Prozeß auftretende Zustandsänderung kann für das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn genutzt werden. Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 60-2709 beschrieben ist, ist diese Faser dadurch charakterisiert, daß sie innerhalb von 30 Sekunden bei einer Wassertemperatur von 30-40ºC um 10-60% schrumpft. Die Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser beträgt bei Bestimmung in Wasser bei 20ºC 40 Sekunden oder mehr, und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung beträgt dann 45 Sekunden oder mehr. Außerdem beträgt die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser etwa 0,117 kg/m² (10 mg/den), die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC beträgt etwa 0,140 kg/m² (12 mg/den), und die Festigkeit nach Absorption von Wasser beträgt 11,7 kg/m² (1,0 g/den) oder mehr. Mit diesen beiden Gesichtspunkten erfüllt die Faser die Anforderungen der zweiten Erfindung und kann im allgemeinen vorteilhafterweise bei der Ausführung der zweiten Erfindung verwendet werden.
Obwohl die Methode der Herstellung einer solchen Faser ausführlich in der vorstehend zitierten Druckschrift beschrieben ist, wird sie im folgenden erneut beschrieben.
Ausgangsmaterial PVA: Normales PVA mit einem Polymerisationsgrad von 1200-3000 und einem Verseifungsgrad von 98,0 Mol-% oder darüber Spinnen: Naßspinnen
Strecken und Wärmebehandlung nach dem Spinnen: Das Strecken wird in einem Verhältnis von 4 oder mehr bei einer Temperatur nicht über 130ºC durchgeführt, während die Faser ein Salz und Wasser enthält. Die Wärmebehandlung wird unter Zug durchgeführt, so daß eine maximale Schrumpftemperatur der Faser von 65-80ºC und eine maximale Schrumpfung der Faser von 50% oder mehr erzielt werden können. Die maximale Schrumpftemperatur und die maximale prozentuale Schrumpfung können durch Änderung des Streckverhältnisses und der Temperatur beim Strecken und bei der Wärmebehandlung beliebig verändert werden.
Die nach dieser Methode erhaltene Faser kann vorteilhaft bei der Ausführung der zweiten Erfindung verwendet werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Faser natürlich auch nach einer anderen als der gerade erläuterten Methode hergestellt werden kann.
Gemäß der zweiten Erfindung werden die bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser (hier gelegentlich als "rasch schrumpfende Faser" bezeichnet) und die langsam schrumpfende Faser kombiniert. Ein durch Mischzwirnen einer bei Absorption von Wasser schrumpfenden Faser und einer Faser, die im wesentlichen nicht fähig ist, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen, hergestelltes Garn ist bekannt. Wie vorstehend erwähnt, zeigt Fig. 1 schematisch den Zustand einer bei Absorption von Wasser schrumpfenden Faser 1 und einer Faser 2, die im wesentlichen nicht fähig ist, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen, in einem mischgezwirnten Garn, und Fig. 2 zeigt den Zustand jeder Faser, nachdem man das gezwirnte Mischgarn Wasser absorbieren und schrumpfen ließ. Fig. 3 veranschaulicht schematisch den Zustand einer bei Absorption von Wasser rasch schrumpfenden Faser 3 und einer bei Absorption von Wasser langsam schrumpfenden Faser 4 in einem mischgezwirnten Garn gemäß der zweiten Erfindung, und Fig. 4 veranschaulicht den Zustand jeder Faser, nachdem man das mischgezwirnte Garn Wasser absorbieren und schrumpfen ließ. Bei Absorption von Wasser schrumpft das gezwirnte Garn der in Fig. 1 gezeigten Kombination und nimmt die in Fig. 2 gezeigte Form an. Die bei Absorption von Wasser schrumpfende Faser schrumpft also allein, während die Faser, die nicht fähig ist, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen, sich lediglich um erstere windet. Die Schrumpfspannung im Zwirngarn, das nun als Folge der Absorption von Wasser und der Schrumpfung die in Fig. 2 gezeigte Form aufweist, ist ausschließlich auf das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn zurückzuführen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, und daher wird die Schrumpfspannung verschwinden, sobald die wasserabsorbierende, schrumpffähige Faser einer Spannungsrelaxation unterliegt (d. h., die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser wird unzureichend). Dieser Nachteil kann, wie vorstehend erwähnt, in der Tat vermieden werden, indem eine weit größere Drehungszahl verwendet wird, als zum Verzwirnen der beiden Fasern nötig ist, um dadurch das Quellen zu verhindern, aber diese Maßnahme führt zu einer merklichen Verminderung der Geschwindigkeit des Schrumpfens bei Absorption von Wasser und der Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser. Die Festigkeit nach Absorption von Wasser wird auf jeden Fall durch die Faser, die nicht schrumpffähig ist, aufrechterhalten.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 57-11231 beschreibt ein mischgezwirntes Garn, das aus einer bei Absorption von Wasser schrumpfenden Faser und einer Faser, die bei Absorption von Wasser im wesentlichen nicht fähig ist, zu schrumpfen, hergestellt wird. Ein von den Erfindern der gegenwärtigen Anmeldung durchgeführtes Kontrollexperiment zeigte, daß, obwohl das Garn scheinbar eine zufriedenstellende Funktionalität mit einer Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser von 0,140 kg/m² (12 mg/den) aufweist, das mischgezwirnte Garn bei vergleichsweise hoher Temperatur einer raschen Spannungsrelaxation unterliegt. Z.B. relaxiert die Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser bei 35ºC auf 0,047 kg/m² (4 mg/den) oder weniger (bloßes Eintauchen in Wasser bei 35ºC für 2 Stunden im Zustand 30%-iger Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge führt zu einer Relaxation auf 0,059 kg/m² (5 mg/den)) und in diesem Fall kann das Garn keine kautschukähnliche Elastizität mehr zeigen. Ferner beträgt für das mischgezwirnte Garn die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser 20 Sekunden. Man kann also kaum sagen, daß dieses Garn ausreichende Leistungsmerkmale für die Verwendung als wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn in Einmalwindeln besitzt.
Im Gegensatz dazu nimmt das Zwirngarn gemäß der zweiten Erfindung (Fig. 3) zeitweilig während eines sehr frühen Stadiums der Schrumpfung durch Absorption von Wasser eine Form ähnlich der in Fig. 2 gezeigten Form an (im allgemeinen in der Zeitspanne der ersten 10 Sekunden bis 5 Minuten, wie in Tabelle 1 angegeben), aber dann folgt die Schrumpfung der langsam schrumpfenden Faser, so daß das Garn eine Form wie die in Fig. 4 gezeigte Form annimmt. Wie aus Fig. 4 klar wird, sind die rasch schrumpfende Faser und die langsam schrumpfende Faser in dem erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden, schrumpffähigen Garn beide verantwortlich für das Zustandekommen der Schrumpfspannung, und selbst nach Ablauf einer langen Zeitspanne, wenn die rasch schrumpfende Faser durch Quellung ihre Schrumpfspannung verliert, ist die langsam schrumpfende Faser immer noch für die Schrumpfspannung verantwortlich, so daß sich ein hoher Wert für die Schrumpfspannung ergibt. Wie vorstehend erwähnt, ist ferner die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser wesentlich größer als die Summe der Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser oder der Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC durch das Garn, das bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähig ist, und der Schrumpfspannung, die bei Absorption von Wasser zum langsamen Schrumpfen fähig ist. Außerdem ist die Festigkeit nach Absorption von Wasser ausreichend groß.
Die bloße Kombination einer bei Absorption von Wasser rasch schrumpfenden Faser und einer bei Absorption von Wasser langsam schrumpfenden Faser kann nicht zu den Merkmalen führen, die gemaß der zweiten Erfindung erhalten werden können. Es ist erforderlich, daß diese Fasern durch Mischzwirnen oder Mischspinnen vereinigt werden. Um ferner die Merkmale der Geschwindigkeit der Schrumpfung bei Absorption von Wasser und der Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung, die die bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähige Faser besitzt, soweit wie möglich ohne Verschlechterung zu nutzen, ist die angewandte Drehungszahl, wenn diese Faser mit einer bei Absorption von Wasser zum langsamen Schrumpfen fähigen Faser verzwirnt wird, ein wichtiger Faktor. Wenn die Drehungszahl größer ist, dann nehmen die Geschwindigkeit des Schrumpfens des Garns bei Absorption von Wasser und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser ab. Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben bei der Suche nach einer geeigneten Drehungszahl gezeigt, daß für Fasern mit Leistungsmerkmalen, die die Anforderungen der zweiten Erfindung erfüllen, der Winkel e, den die rasch schrumpfende Faser mit der Längsrichtung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns bildet (im folgenden als "Verdrehungswinkel R, bezeichnet; eine Methode zur Bestimmung dieses Winkels wird nachfolgend erwähnt) vorzugsweise niedriger als 18º sein sollte. Daher sollte das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn gemäß der zweiten Erfindung vorzugsweise nach dem Verzwirnen mit einer Drehungszahl, die so gewählt ist, daß der Verdrehungswinkel weniger als 18º beträgt, die aber ausreichend ist, um die Fasern zu vereinigen, verwendet werden. Wenn die Drehungszahl höher ist, können möglicherweise zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Nachteilen weitere, nachstehend genannte Probleme auftreten:
A: Im Zustand des gezwirnten Garns kann eine Verkräuselung auftreten, die zu Schwierigkeiten, wie einem Bruch des Garns in der Stufe, in der das gezwirnte Garn in die Kantenabschnitte der Einmalwindeln eingeführt wird, oder in der Stufe des Webens oder Wirkens führt, so daß die Produktionsgeschwindigkeit vermindert wird.
B: Wenn das Garn Wasser absorbiert und schrumpft, dann nimmt das Garn einen Schlingenzustand an, so daß gleichmäßige Schrumpfung kaum erreicht werden kann.
Wie vorstehend erwähnt, ist der Verdrehungswinkel e der Winkel, der von einer einzelnen rasch schrumpfenden Faser unter den Bestandteilen des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns mit der Längsrichtung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns gebildet wird. Was den Wert für diesen Winkel betrifft, so wird der durch Berechnung mit der nachstehend genannten Formel erhaltene Wert verwendet. Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Zustandes der rasch schrumpfenden Faserkomponente 6, verzwirnt mit einem Verdrehungswinkel R in einem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garn (Garndurchmesser r cm, Ganghöhe der Drehung d cm), und Fig. 6 ist ein abgewickelter Ausschnitt davon. Wie aus Fig. 5 und aus Fig. 6 leicht zu verstehen ist, wird der Verdrehungswinkel R auf die nachstehend angegebene Weise bestimmt. Hier wird angenommen, daß das Garn ein perfekter Zylinder ist. Zwischenräume zwischen einzelnen Fasern werden außer acht gelassen. Ganghöhe der Drehung d: 2,54/T (cm) (T: Drehungszahl, ausgedrückt in t/Zoll)
tex (den): Feinheit auf der Basis des korrigierten Gewichts des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns
ρ : Dichte des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns (im Fall eines mischgesponnenen oder mischgezwirnten Garns aus unterschiedlichen Fasern ist ein gewichtetes Mittel). Die folgenden ρ-Werte sind zu verwenden: 1,26 für PVA-Fasern, 1,54 für Baumwolle, 1,50 für Reyon und 1,15 für Polyacrylnitril.
R (º) wird gemäß R = tan&supmin;¹ (π r/d) berechnet.
Es wird angenommen, daß die einzelnen Fasern nicht an der äußeren Oberfläche des Garns entlang laufen, sondern durch die Punkte 1/2 · 2 π r.
Wenn das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn aus rasch schrumpfenden Fasern in einem gefalteten (dublierten) Garn hergestellt wird, dann werden der Verdrehungswinkel R&sub1; der rasch schrumpfenden Faser im primären Zwirngarn und der Verdrehungswinkel R&sub2; des Endzwirngarns im gefalteten Garn einzeln unter Verwendung der vorstehenden Formel berechnet. Wenn das primäre Zwirngarn und das Endzwirngarn die gleiche Richtung aufweisen (vgl. Fig. 7), dann gilt: R = R&sub1; + R&sub2;, und wenn das primäre Zwirngarn und das Endzwirngarn entgegengesetzte Richtungen aufweisen, dann gilt: R = R&sub1; - .
Als bemerkenswertes Phänomen ist bestätigt worden, daß aus unbekannten Gründen die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser und die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC für das durch Zusammenzwirnen der Faser, die bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähig ist, und der Faser, die bei Absorption von Wasser zum langsamen Schrumpfen fähig ist, erhaltene Zwirngarn doppelt so groß oder noch größer sind als die Summe der Werte für die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser für die entsprechenden ursprünglichen Garne bzw. die Summe der Werte für die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC für die ursprünglichen Garne.
Nach dem Vereinigen können die bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähige Faser und die bei Absorption von Wasser zum langsamen Schrumpfen fähige Faser die Formen Filament + Filament, Filament + gesponnenes Garn, gesponnenes Garn + Filament oder gesponnenes Garn + gesponnenes Garn aufweisen. Sie werden im gezwirnten Zustand verwendet, im allgemeinen mit einem Verdrehungswinkel von nicht mehr als 18º, wie vorstehend erwähnt. Beide Fasern können auch beim Spinnen gemischt werden. Es ist ferner möglich, beim Öffnen und Picking oder bei der Bildung des Faserbandes die Fasern zu mischen oder aus ihnen ein sogenanntes Kerngarn herzustellen.
Natürlich kann dieses wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn, so wie es, ist in einer schnurähnlichen Form verwendet werden, oder es kann, abhängig vom Zweck der Verwendung, zu einem gewobenen textilen Werkstoff oder zu einem gewirkten textilen Werkstoff verarbeitet werden.
Der dritte Gesichtspunkt der Erfindung wird nun ausführlich beschrieben.
Mit der dritten Erfindung wird ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material in einer bandähnlichen Form bereitgestellt, das dadurch charakterisiert ist, daß es aus einem Faservlies, das bei Absorption von Wasser zum Schrumpfen fähig ist, und einem spezifischen Garn (rasch schrumpfenden Garn), das bei Absorption von Wasser mit einer höheren Geschwindigkeit und in einem größeren Ausmaß zum Schrumpfen fähig ist als das Faservlies, besteht, wobei das Garn mit dem Faservlies verbunden ist. Wenn dieses wasserabsorbierende Material in der Längsrichtung in den Kantenabschnitten von Einmalwindeln verwendet wird, dann können Einmalwindeln hergestellt werden, die vergleichsweise frei vom Risiko des Auslaufens von Urin und dergl. und vom Risiko, Eindrücke durch Einschnüren auf den Oberschenkeln zu verursachen, sind.
Ferner sollte das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung folgende Merkmale aufweisen:
a) Bei Messung in Wasser bei 20ºC sollte die maximale prozentuale Schrumpfung in Längsrichtung nicht weniger als 30% betragen, die zum Erreichen einer 30%-igen Schrumpfung in Längsrichtung erforderliche Zeitspanne nicht länger als 20 Sekunden sein, die Schrumpfspannung im Zustand der ursprünglichen Länge nicht weniger als 100 g betragen und die bis zum Auftreten der Schrumpfspannung von 100 g erforderliche Zeitspanne nicht länger als 20 Sekunden sein. Wenn ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material, das diese Anfangsmerkmale, die die Schrumpfung bei Absorption von Wasser betreffen, nicht erfüllt, in den Seitenkantenabschnitten einer Windel verwendet wird, dann kommt es gelegentlich zum Auslaufen.
b) Bei Messung nach 8-stündigem Eintauchen in Wasser bei 20ºC im Zustand 30-iger Schrumpfung in der Längsrichtung sollten die Schrumpfspannung im nassen Zustand vorzugsweise nicht weniger als 30 g und die Reißfestigkeit nicht weniger als 1 kg betragen. Wenn diese Merkmale, die nach der Absorption von Wasser erhalten bleiben sollen, nur unzureichend erfüllt werden, dann sind die Windeln, in die ein solches wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material eingefügt ist, nicht fähig, sich in dem Ausmaß zu dehnen und zusammenzuziehen, das erforderlich ist, um den Bewegungen des Trägers zu folgen, so daß die Enge des Kontakts mit den Oberschenkeln unzureichend wird oder das schrumpffähige Material bei heftigen Bewegungen des Trägers reißt, je nachdem, was der Fall ist.
Das bei Absorption von Wasser zum Schrumpfen fähige Faservlies kann Wasser bei 20ºC in einer Menge von 200 g/m² absorbieren, und es kann in Wasser bei 20ºC um nicht weniger als 10% in der Längsrichtung schrumpfen, und es sollte vorzugsweise ein Gewicht von nicht weniger als 30 g/m² aufweisen. Bei Faservliesen, die weniger als 200 g/m² Wasser absorbieren können, besteht die Möglichkeit des Auslaufens von Urin und dergl. Faservliese mit einem Gewicht von weniger als 30 g/m² führen manchmal zum Auftreten von Eindrücken von Einschnürungen auf den Oberschenkeln. Wenn Faservliese mit einer prozentualen Schrumpfung in Längsrichtung von weniger als 10% verwendet werden, dann werden auf dem Faservlies beim Schrumpfen der wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materialien manchmal Fältchen gebildet, die Eindrücke von Einschnürungen verursachen.
Angesichts der Notwendigkeit, wasserabsorbierende, schrumpffähige Materialien mit ausreichenden Anfangsmerkmalen bereitzustellen, und angesichts des ökonomischen Gesichtspunkts umfaßt das rasch schrumpfende Garn, das in dem vorstehend genannten wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material zu verwenden ist, die rasch schrumpfende Faser gemaß der ersten Erfindung, die vorstehend beschrieben ist.
Das besonders charakteristische strukturelle Merkmal des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung besteht darin, daß das Material aus einem Faservlies, das bei Absorption von Wasser zum Schrumpfen fähig ist, und einem Garn, das bei Absorption von Wasser im Vergleich zu dem Faservlies mit einer höheren Geschwindigkeit und in einem größeren Ausmaß zum Schrumpfen fähig ist, nämlich einem rasch schrumpfenden Garn, das mit dem Faservlies vereinigt ist, besteht.
Die Mittel zum Vereinigen können u. a. das Einnähen des rasch schrumpfenden Garns in das Faservlies (wobei das rasch schrumpfende Garn als Oberfaden oder als Unterfaden oder als beides verwendet wird), das Wirken des rasch schrumpfenden Garns in das Faservlies und das Verarbeiten einer Zusammensetzung von zwei Faservliesen mit dem dazwischen befindlichen rasch schrumpfenden Garn mit einer Nadelmaschine umfassen. Von diesen Verfahren ist die Methode des Einnähens im Hinblick auf die Durchführbarkeit, die Kosten und dergl. besonders bevorzugt.
Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung ist nicht nur als Material für die Seitenkantenabschnitte von Einmalwindeln sehr nützlich, sondern z. B. auch für blutabsorbierende Materialien zur Verwendung im Fall von Blutungen, als Staubinde oder als Material für die erste Hilfe zum Ruhigstellen von betroffenen Teilen im Fall einer Fraktur.
Zur Erläuterung der dritten Erfindung wird auf Fig. 8 und Fig. 9 Bezug genommen.
In Fig. 8 wird ein Beispiel des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung gezeigt. In diesem Beispiel ist das rasch schrumpfende Garn mit dem Faservlies durch Einnähen des ersteren in letzteres befestigt. In Fig. 8 wird das wasserabsorbierende, schrumpffähige Faservlies mit dem Bezugszeichen 12, ein rasch schrumpfendes Garn mit 13 und ein Nähgarn aus Polyester mit 14 bezeichnet. Während es die dritte Erfindung ermöglicht, Einmalwindeln unter Verwendung des vorstehend beschriebenen wasserabsorbierenden Materials als Hilfsabsorptionsmittel herzustellen, ohne daß es erforderlich ist, daß das Hilfsabsorptionsmittel in Kontakt mit dem wasserabsorbierenden Mittel steht, und ohne daß irgendein Mittel für die Wasserübertragung erforderlich ist, ist in Fig. 9 das Beispiel einer derartigen Windel gezeigt, wobei die Windel aus einer auf der Rückseite befindlichen Folie 15 aus einem Polyethylenfilm von etwa 25 um Dicke, einem wasserabsorbierenden Mittel 16 zum Aufsaugen von Wasser aus Urin oder dergl., einer an der Oberfläche befindlichen Folie 17 und einem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material 11, das auch fähig ist, als Hilfsabsorptionsmittel zu wirken, besteht. In der Figur sind die an der Oberfläche befindliche Folie und die auf der Rückseite befindliche Folie an den Seiten A&sub1; und A&sub2; durch Verschweißen oder auf andere Weise aneinander befestigt, so daß das Schrumpfen des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gleichmäßig in den Seitenkantenabschnitten stattfinden kann. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, ist das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material 11 in den Kantenabschnitten der Einmalwindeln vorzugsweise ohne Kontakt mit dem wasserabsorbierenden Mittel 16 angeordnet. Die Verwendung eines Mittels zum Übertragen von Wasser zwischen dem wasserabsorbierenden Mittel 16 und dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material 11 ist nicht erforderlich.
Im folgenden werden die charakteristischen Merkmale des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung und der Einmalwindeln, in denen das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material verwendet wird, aufgeführt.
(i) Eindrücke, die durch Einschnürungen auf den Oberschenkeln verursacht sind, werden nicht gebildet.
Während die bisher in Einmalwindeln verwendeten wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne garnartige Materialien von etwa 0,5-0,7 mm Dicke sind, besteht das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung aus einem Faservlies und einem rasch schrumpfenden Garn, die miteinander vereinigt sind, wie vorstehend erwähnt. Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material erfährt daher eine planare Schrumpfung und kommt in engen Kontakt mit den Oberschenkeln, so daß keine oder fast keine Eindrücke von Einschnürungen auf den Oberschenkeln gebildet werden.
(ii) Ein Auslaufen über die Seitenkantenabschnitte tritt nicht auf.
Ein wesentlicher Bestandteil des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung ist ein Faservlies, das als Hilfsabsorptionsmittel dienen kann, und die Zeit, die erforderlich ist, damit das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung schrumpft, ist sehr kurz. Als Folge des Zusammenwirkens dieser Effekte kann Wasser nicht aus den Windeln über die Seitenkantenabschnitte aus laufen, selbst wenn Wasser in großen Mengen aus dem wasserabsorbierenden Mittel in Richtung auf die Seitenkantenabschnitte austritt. (iii) Fülligkeit wird kaum verursacht.
Wie bereits bei der Beschreibung des Standes der Technik erwähnt, werden Einmalwindeln des Typs (a) stets vom Zeitpunkt des Anlegens bis zum Zeitpunkt des Entfernens in engem Kontakt gehalten, so daß es leicht zu Fülligkeit kommt. Herkömmliche Einmalwindeln des Typs (b) weisen eine solche Struktur auf, daß Wasser bei Beginn des Urinierens nach dem Anlegen mit Hilfe eines Mittels zur Wasserübertragung, wie eines Absorptionspapiers, so früh wie möglich zu dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garn geleitet wird. In der frühen Phase des Tragens, wenn noch kein Urinieren erfolgt ist, sind die Seitenkantenabschnitte locker, aber nach dem Urinieren kommen und bleiben die Seitenkantenabschnitte in engem Kontakt mit den Oberschenkeln. Im Gegensatz dazu umfaßt in denjenigen Einmalwindeln, in denen das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemaß der dritten Erfindung verwendet wird, das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material als einen wesentlichen Bestandteil ein Faservlies, und zwar vorzugsweise ein Faservlies, das ein Absorptionsvermögen von nicht weniger als 200 g/m² aufweist. Durch seine Fähigkeit, Wasser zu absorbieren, kann das Faservlies als Hilfsabsorptionsmittel für Wasser dienen, und so kann eine Struktur verwendet werden, bei der eine Schrumpfung zum ersten Mal erfolgt, wenn Wasser, das zunächst von dem Absorptionsmittel für Wasser absorbiert wurde, in das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material austritt. So kann bei Verwendung einer derartigen Struktur die Zeit zwischen dem Anlegen und der Schrumpfung wesentlich verlängert werden, und als Folge davon kann Fülligkeit kaum verursacht werden.
Der Aufbau des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung wird im folgenden ausführlicher beschrieben.

(i) Aufbau des Faservlieses

Das Faservlies, das ein wesentlicher Bestandteil des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung ist, sollte fähig sein, Wasser bei 20ºC in einer Menge von nicht weniger als 200 g/m² zu absorbieren, und es sollte eine prozentuale Selbstschrumpfung von nicht weniger als 10% in der Längsrichtung bei Absorption von Wasser bei 20ºC zeigen. Ferner sollte es bei Unterstützung durch eine äußere Kraft eine Schrumpfung von nicht weniger als 30% in der Längsrichtung zeigen (d. h., wenn es mit dem rasch schrumpfenden Garn verbunden ist). Faservliese, die weniger als 200 g/m² Wasser absorbieren können, erfüllen nicht voll ihre Funktion, das aus dem Absorptionsmittel für Wasser in den Einmalwindeln zu den Seitenkantenabschnitten hin ausgetretene Wasser zu absorbieren (nämlich die Funktion eines Hilfsabsorptionsmittels für Wasser) und erlauben in einigen Fällen das Auslaufen über die Seitenkantenabschnitte. Faservliese, die bei Absorption von Wasser eine prozentuale Selbstschrumpfung von weniger als 10% in der Längsrichtung zeigen, können zum Zeitpunkt der Absorption von Wasser nicht in ausreichendem Maße weich werden. Sie können die Schrumpfmerkmale (prozentuale Schrumpfung, Schrumpfgeschwindigkeit, Schrumpfspannung, Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung) des rasch schrumpfenden, mit dem Faservlies vereinigten Garns beeinträchtigen und dazu führen, daß die Funktion als wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material u. ggf. nur unzureichend erfüllt wird. Da ferner derartige Faservliese selbst nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung rauh und fest sind, werden darauf Falten gebildet, die Stauung und Auslaufen verursachen können.
Ferner sollte das Faservlies ein Gewicht von nicht weniger als 30 g/m², vorzugsweise von nicht weniger als 40 g/m² aufweisen. Wenn das Gewicht weniger als 30 g/m² beträgt dann wird die Funktion, die in dem rasch schrumpfenden Garn auftretende Schrumpfung in einer Ebene aufzunehmen und in der Querrichtung zu verteilen, nur unzureichend erfüllt. In derartigen Fällen können durch Einschnürung verursachte Eindrücke auf den Oberschenkeln verursacht werden.
Es ist natürlich möglich, ein Faservlies, das ein Gewicht von weniger als 30 g/m² aufweist oder weniger als 200 g/m² Wasser absorbieren kann, lediglich zusammenzufalten oder zwei oder mehr derartige Faservliese übereinander zu legen, um ein Aggregatfaservlies, das ein Gewicht von nicht weniger als 30 g/m² aufweist und nicht weniger als 200 g/m² Wasser absorbieren kann, zu erhalten. Derartige Aggregatfaservliese können ebenfalls wirksam verwendet werden. Es ist auch möglich, ein mit dem schnell schrumpfenden Garn vereinigtes Faservlies, das ein Gewicht von weniger als 30 g/m 2 aufweist oder weniger als 200 g/m² Wasser absorbieren kann, lediglich zusammenzufalten, oder zwei oder mehr derartige, mit dem schnell schrumpfenden Garn vereinigte Faservliese übereinander zu legen. Auf diese Weise schließen die Faservliese, auf die hier Bezug genommen wird, auch Mehrschicht-Faservliese ohne besondere Haftung zwischen den Schichten ein.
Das Faservlies, das fähig ist, Wasser bei 20ºC in einer Menge von nicht weniger als 200 g/m² zu absorbieren, und das eine Selbstschrumpfung in Längsrichtung von nicht weniger als 10% in Wasser bei 20ºC zeigt, kann z. B. auf folgende Weise erhalten werden. Der zu verwendende Rohstoff ist eine Faser aus einem hydrophilen Polymer mit einer prozentualen Schrumpfung von nicht weniger als 10% in Wasser bei 20ºC. Als der am meisten zu bevorzugende Vertreter derartiger Fasern kann die in der vorstehend zitierten japanischen Offenlegungsschrift Nr. 60-2709 beschriebene Faser genannt werden. Die in dieser Druckschrift beschriebene Faser zeigt eine prozentuale Schrumpfung von etwa 35% in Wasser bei 20ºC.
Neben der vorstehend genannten Faser können z. B. auch Fasern aus hydrolysiertem Polyacrylnitril (wobei die Nitrilgruppe in eine -COOX-Gruppe umgewandelt ist und X für Li, K, Na, NH&sub4; oder dergl. steht), carboxymethylierter Cellulose oder mit Acrylsäure gepfropfter Cellulose in geeigneter Weise verwendet werden.
Das Faservlies, das bei der Ausführung der dritten Erfindung zu verwenden ist, wird durch eine trockene Methode hauptsächlich unter Verwendung einer derartigen Faser hergestellt. Ein aus der Karde oder der Vliesbildemaschine entnommener Vliesstoff wird durch die übliche Verarbeitung mit einer Nadelmaschine oder durch eine Technik, die die das Faservlies bildenden Fasern dazu veranlaßt, Falten auf der Oberfläche des Vliesstoffes zu bilden (die sogenannte Arachne-Technik), und/oder durch Wärmebehandlung für den Fall, daß das Gewebe bei Wärmeeinwirkung schmelzende Fasern (Bindefasern) enthält, in ein Faservlies umgewandelt. Obwohl es möglich ist, ein Faservlies unter Verwendung eines Harzbindemittels herzustellen, anstatt eine Verarbeitung mit der Nadelmaschine durchzuführen, neigt das auf diese Weise hergestellte Faservlies dazu, durch Anhaften des Harzbindemittels an der Oberfläche jeder einzelnen, das Faservlies bildenden Faser eine verminderte prozentuale Selbstschrumpfung und eine verminderte Absorption von Wasser zu zeigen. Daher sind Verarbeitung mit der Nadelmaschine, Verbinden durch Wärmeeinwirkung und Arachne-Technik bevorzugt.
Das Faservlies sollte vorzugsweise eine Dicke von 0,5 mm bis 3 mm aufweisen. Die Dicke des Faservlieses kann nicht nur durch Einstellung seines Gewichts, sondern auch durch Einstellen der Frequenz bei der Verarbeitung mit der Nadelmaschine oder durch Kalandern nach der Herstellung des Faservlieses eingestellt werden.
Das Faservlies kann eine sogenannte Bindefaser enthalten, die durch Wärme schmelzbar ist, wie vorstehend erwähnt. In den Fällen, in denen das Faservlies eine durch Wärme schmelzbare Bindefaser enthält, kann eine direkte Haftung der Bindefaser an die an der Rückseite befindliche Folie und an die an der Oberfläche befindliche Folie (Folien, die in Fig. 9 mit 15 und 17 bezeichnet sind) genutzt werden, um das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material in die Einmalwindel einzuführen. Wenn das Faservlies keinerlei durch Wärme schmelzbare Bindefasern enthält, dann ist eine Methode anwendbar, die das Einnähen des nachstehend noch zu erwähnenden rasch schrumpfenden Garns in das Faservlies, dem eine Polyethylenfolie überlagert ist, und das Verschweißen dieser Polyethylenfolie mit der an der Rückseite befindlichen Folie und mit der an der Oberfläche befindlichen Folie umfaßt.
Die Fähigkeit des Faservlieses zur Absorption von Wasser kann durch Anpassung des Gewichts oder der Dichte des Faservlieses, der Frequenz bei der Verarbeitung mit der Nadelmaschine und dergl. modifiziert werden.

(ii) Rasch schrumpfendes Garn

Als rasch schrumpfendes Garn, das ein Bestandteil der dritten Erfindung ist, kann ein aus der rasch schrumpfenden Faser gemäß der ersten Erfindung hergestelltes Garn verwendet werden. Wenn sie zu einem Garn geeigneter Dicke verarbeitet und anschließend mit dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material vereinigt wird, dann kann eine derartige rasch schrumpfende Faser die anfänglichen und die andauerenden Leistungsmerkmale, die für die Verwendung eines wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials in den Kantenabschnitten von Einmalwindeln erforderlich sind, zeigen. Ferner kann auch das wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn gemäß der zweiten Erfindung zweckmäßigerweise verwendet werden.
Andere Garne, die die rasch schrumpfende Faser gemäß der ersten Erfindung enthalten und die gewünschten Leistungsmerkmale aufweisen, können ebenfalls als rasch schrumpfende Garne, die einen wesentlichen Bestandteil der dritten Erfindung bilden, verwendet werden. Das rasch schrumpfende Garn sollte unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung von Eindrücken von Einschnürungen auf den Oberschenkeln vorzugsweise eine Dicke von 22,2-555,6 tex (200-5000 den) besitzen.

(iii) Methode zum Vereinigen des Faservlieses mit dem rasch schrumpfenden Garn

Die Einführung des rasch schrumpfenden Garns in das Faservlies kann durch Einnähen mit einer Nähmaschine unter Verwendung des rasch schrumpfenden Garns als Oberfaden oder als Unterfaden oder als beides erfolgen. Das Einnähen wird vorzugsweise in der Art eines Kettenstichs ausgeführt. Die Nahtbreite beträgt vorzugsweise 1-10 mm. Wenn das rasch schrumpfende Garn entweder als Oberfaden oder als Unterfaden verwendet wird, dann ist der andere Faden nicht immer ein Garn, das bei Absorption von Wasser zum Schrumpfen fähig ist, sondern es kann sich dabei um ein Nähgarn handeln, das Flexibilität besitzt und aus einer natürlichen, chemischen oder synthetischen Faser hergestellt ist und das bei der Herstellung normaler Kleidungsstücke oder als ein industrielles Material verwendet wird, wie ein Baumwollgarn, ein Polyestergarn, ein normales PVA-Garn oder ein Nylongarn. Die Dicke dieses Nähgarns ist nicht kritisch; wenn jedoch die Bedingungen der Verwendung von Einmalwindeln und ökonomische Gesichtspunkte in Betracht gezogen werden, dann werden solche Fäden bevorzugt, die vergleichsweise fein sind und eine Garnnummer von 60-100 aufweisen.
Die rasch schrumpfende Faser und das wasserabsorbierende, schrumpffähige Faservlies können auch durch Wirken vereinigt werden, wobei das rasch schrumpfende Garn als Wirkgarn verwendet wird. Auf diese Weise können das rasch schrumpfende Garn und das wasserabsorbierende, schrumpffähige Faservlies zusammengefügt werden, und zwar durch Wirken des rasch schrumpfenden Garns in das Faservlies, das entweder gleichzeitig mit dem Wirken hergestellt oder zugeführt wird, nachdem es vorher hergestellt wurde. In diesem Fall ist der Abstand (das Intervall) für die Kette vorzugsweise 3-10 mm, und die Zahl der Durchgänge ist vorzugsweise 1,18-9,84/cm (3-25/Zoll).
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Methoden kann auch durch Verarbeitung von zwei wasserabsorbierenden Faservliesen und dem dazwischengeschichteten rasch schrumpfenden Garn mit der Nadelmaschine der Zweck einer Vereinigung des Faservlieses und des rasch schrumpfenden Garns erreicht werden. Beliebige andere Methoden zum Vereinigen außer den vorstehend erwähnten können ebenfalls verwendet werden, sofern sie zweckmäßig sind.
Das auf diese Weise erhaltene vereinigte Material aus dem rasch schrumpfenden Garn und dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Faservlies wird in Streifen mit einer Breite von 5 mm bis 4 cm, vorzugsweise 1-3 cm, geschnitten, um ein rasch schrumpfendes Material in Form eines Bandes zu erhalten. Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material sollte vorzugsweise wenigstens zwei Reihen des rasch schrumpfenden Garns aufweisen. Damit das rasch schrumpfende Garn seine Schrumpffähigkeit voll zeigt, sollte das Garn vorzugsweise in der Längsrichtung mit dem bandförmigen wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material verbunden sein. Dies bezieht sich natürlich nicht nur auf den Zustand, in dem das rasch schrumpfende Garn in einer geraden Linie mit dem Faservlies in der Längsrichtung des Faservlieses, sondern auch auf jeden Zustand, in dem das rasch schrumpfende Garn mit dem Faservlies verbunden wird auf eine derartige Weise, daß die Schrumpfung des Garns zur Schrumpfung in der Längsrichtung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials beitragen kann, verbunden wird.
Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau muß wirksam als wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material in den Seitenkantenabschnitten von Einmalwindeln funktionieren. Wenn jede Bedingung der Benutzung von Einmalwindel in Betracht gezogen wird, dann sollte das Material folgende Leistungsmerkmale aufweisen:
i) Prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser: Die maximale Schrumpfung in Längsrichtung in Wasser bei 20ºC (prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser) sollte nicht weniger als 30% betragen, und die bis zum Erreichen einer 30%-igen Schrumpfung erforderliche Zeitspanne (Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser) sollte nicht länger als 20 Sekunden sein. Wenn die prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser weniger als 30% beträgt, dann besteht die Möglichkeit, daß das Material nicht in engen Kontakt mit den Oberschenkeln des Trägers kommt. Die prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser und die Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser hängen stark von den entsprechenden Größen des rasch schrumpfenden Garns und ferner von der prozentualen Schrumpfung des Faservlieses ab. Das Faservlies weist eine prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser von nicht weniger als 10% auf.
ii) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser: Die Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC im Zustand der ursprünglichen Länge (Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser) sollte vorzugsweise nicht weniger als 100 g betragen, und die bis zum Auftreten der Schrumpfspannung von 100 g bei Absorption von Wasser erforderliche Zeitspanne (Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser) sollte nicht länger als 20 Sekunden sein. Wenn die Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser niedriger ist, dann reicht die Kraft, die die Seitenkantenabschnitte von Einmalwindeln in engem Kontakt mit den Oberschenkeln hält, nicht mehr aus, und dies führt manchmal zum Auslaufen. Die Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser hängen größtenteils von den entsprechenden Größen des rasch schrumpfenden Garns ab.
iii) Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser: Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material sollte nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung vorzugsweise eine kautschukähnliche Elastizität aufweisen, und konkreter, die Schrumpfspannung im nassen Zustand nach 8-stündigem Eintauchen in Wasser bei 20ºC im Zustand 30%-iger Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge (Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser) sollte vorzugsweise nicht weniger als 30 g betragen. Für den Fall, daß die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser während des Gebrauchs sinkt, wird die Fähigkeit der Seitenkantenabschnitte der Einmalwindeln, sich entsprechend den Bewegungen des Trägers zu dehnen und zusammenzuziehen, unzureichend, und der Kontakt mit den Oberschenkeln wird gelegentlich verschlechtert. Die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser hängt weitgehend von der des rasch schrumpfenden Garns ab, aber sie zeigt einen höheren Wert als für das rasch schrumpfende Garn, da dieses Garn mit dem Faservlies vereinigt ist.

iv) Festigkeit nach der Absorption von Wasser und der Schrumpfung

Dies bezieht sich auf die Reißfestigkeit, wie sie im nassen Zustand nach 8-stündigem Eintauchen in Wasser bei 20ºC im Zustand 30%-iger Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge bestimmt wird (Festigkeit nach Absorption von Wasser). Die Reißfestigkeit sollte vorzugsweise nicht weniger als 1 kg betragen. Diese Anforderung wird gestellt, da Sorge getragen werden muß, daß das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material bei heftigen Bewegungen des Trägers nach der Schrumpfung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials um 30 oder mehr als Folge der Absorption von Wasser selbst unter ungewöhnlichen Bedingungen des Tragens der Einmalwindeln nicht bricht.
Nachstehend werden Einmalwindeln, in denen ein derartiges wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material verwendet wird, beschrieben. Wie Einmalwindeln, in denen das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung verwendet wird, kann auch ein bisher verwendetes Elastomer, wie Polyurethan, in Kombination damit verwendet werden.
Im folgenden werden bevorzugte Formen von wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materialien gemäß der dritten Erfindung und von Einmalwindeln, in denen diese schrumpffähige Materialien verwendet werden, vorgestellt, aber sie beschränken in keiner Weise die Erfindung. Wasserabsorbierende, schrumpffähige Materialien:
Faservlies: Ein Faservlies, hergestellt, indem ein mit einer Karde oder einer Vliesbildemaschine hergestellter Vliesstoff aus einer Faser, die eine prozentuale Schrumpfung von nicht weniger als 20% in Wasser bei 20ºC zeigt, einer Vernadelung zu einem Gewicht von 40-80 g/m² und einer Dicke von 0,5-2 mm unterworfen wird.
Rasch schrumpfendes Garn: Ein Garn, hergestellt durch kombiniertes Verzwirnen eines Garns aus einer rasch schrumpfenden Faser gemäß der ersten Erfindung (z. B. ein Garn mit 55,6 tex (500 den)/72 f (f: Zahl der Filamente), hergestellt aus einem Polyvinylalkohol-Copolymer mit 2 Mol-% Itaconsäure) und eines Garns, das bei Absorption von Wasser zum langsamen Schrumpfen fähig ist (z. B. ein gesponnenes Garn mit einer englischen Baumwollgarnnummer von 10' s/l, hergestellt durch Spinnen eines durch Naßspinnen von Polyvinylalkohol nach der Methode, die in der vorstehend zitierten japanischen Offenlegungsschrift Nr. 60-2709 beschrieben ist, erhaltenen Werggarns auf einem Perlock-System) zu 1,18 t/cm (3,0 t/Zoll) (Z).
Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material: Ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material, hergestellt durch Einnähen des vorstehend beschriebenen rasch schrumpfenden Garns als Oberfaden mit einem Polyesternähgarn mit einer Nähgarnnummer von 80 (Baumwollgarnnummer 80' s/3) als Unterfaden in einer Stichlänge von 2-5 mm und in einem Stichintervall von 3-5 mm, gefolgt vom Schneiden auf eine Breite von 10-15 mm. Jedes Band aus dem wasserabsorbierendem schrumpffähigen Material sollte vorzugsweise zwei oder drei Zeilen des rasch schrumpfenden Garns parallel zur Längsrichtung des Bandes aufweisen.
Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material mit den darin eingeführten Nähgarnen sollte vorzugsweise eine Dicke von 0,5-2 mm haben.
Einmalwindel: Eine Einmalwindel, hergestellt durch Befestigen des vorstehend beschriebenen wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials auf den Seitenkantenabschnitten, ohne einen Kontakt dieses Materials mit dem Absorptionsmittel für Wasser herzustellen. Es wird keinerlei Mittel verwendet, um Wasser von dem Absorptionsmittel für Wasser zu dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material zu leiten.
Wie vorstehend ausführlich erläutert, wird das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material gemäß der dritten Erfindung hauptsächlich in Einmalwindeln verwendet, aber, wie vorstehend erwähnt, kann es auch als blutabsorbierendes Material im Fall von Blutungen, als Aderpresse oder als Erste-Hilfe-Material zum Ruhigstellen des betroffenen Teils im Fall einer Fraktur verwendet werden.
Die Methoden zum Messen der Leistungsmerkmale der Faser und des Garns, die gemäß der vorstehend erwähnten ersten, zweiten und dritten Erfindung verwendet oder bereitgestellt werden, werden im folgenden ausführlich beschrieben. Die zu prüfende Faser und das zu prüfende Garn (hiernach gemeinsam als "Faser" bezeichnet) werden vorher in einer Atmosphäre unter Standardbedingungen (20 ± 2ºC, relative Luftfeuchtigkeit 65 ± 2%) aufbewahrt, um zu erreichen, daß sich ein Feuchtigkeitsgleichgewicht einstellt, und danach werden sie der Messung unter den vorstehend genannten Standardbedingungen unterworfen.

1. Prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser (d. h. maximale prozentuale Schrumpfung in Wasser bei 20ºC) Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser

Die Faser wird in Wasser bei 20 ± 1ºC eingetaucht, so daß sich die Faser unter einer Last von 0,012 kg/m² (1 mg/den) im Wasser befindet, und die Eintauchzeit (in Sekunden) und die prozentuale Schrumpfung (in Bezug zur ursprünglichen Länge) werden gemessen. Die zum Erreichen einer prozentualen Schrumpfung von 30% erforderliche Zeitspanne (in Sekunden) wird als Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser angegeben, und die maximale prozentuale Schrumpfung, die innerhalb eines 5-minütigen Eintauchens auftritt, wird als prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser angegeben.

2. Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser und Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung

Die Faser wird auf einer Vorrichtung zur Bestimmung der Zugspannung bei konstanter Geschwindigkeit der Dehnung mit einem Greiferintervall von 10 cm unter einem Zug von 0,059 kg/m² (5 mg/den) montiert. Anschließend wird die Faser in Wasser bei 20 ± 1ºC getaucht, und die Schrumpfspannung und die Eintauchzeit (in Sekunden) werden in Wechselbeziehung zueinander gemessen, während das Greiferintervall unverändert bleibt. Die maximale Schrumpfspannung innerhalb eines 5-minütigen Eintauchens wird als Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (in kg/m² (mg/den)) angegeben, und die zum Erreichen einer Schrumpfspannung von 1,755 kg/m² (150 mg/den) (wenn die Probe eine rasch schrumpfende Faser ist) oder von 0,585 kg/m² (50 mg/den) (wenn die Probe eine langsam schrumpfende Faser ist) oder von 0,351 kg/m² (30 mg/den) (wenn die Probe ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garns ist) erforderliche Zeitspanne (in Sekunden) wird als Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser angegeben.

3. Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser und Kapazität, die Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung aufrechtzuerhalten

Die Faser wird auf einer Vorrichtung zur Bestimmung der Zugspannung bei konstanter Geschwindigkeit der Dehnung mit einem Greiferintervall von 10 cm in einem um 30% gelockerten Zustand in Bezug zur ursprünglichen Länge montiert. Anschließend wird die Faser in Wasser bei 20 ± 1ºC getaucht. Während das Greiferinterval unverändert bleibt, werden die Schrumpfspannung und die Eintauchzeit (in Sekunden) in Wechselbeziehung zueinander bestimmt. Die maximale Schrumpfspannung innerhalb eines 5- minütigen Eintauchens ist als Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser (in kg/m² (mg/den)) angegeben, und die Schrumpfspannung nach 5-minütigem Eintauchen in Wasser ist als Kapazität, die Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser aufrechtzuerhalten, angegeben (in kg/m² (mg/den)).

4. Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser

In der gleichen Weise wie bei der Messung der Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser wird die Schrumpfspannung nach 16-stündigem Eintauchen bestimmt und als Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (in kg/m² (mg/den)) angegeben.

5. Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC

In der gleichen Weise wie bei der Messung der Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser, mit der Ausnahme, daß die Wassertemperatur 35 ± 1ºC beträgt und die Eintauchzeit 8 Stunden ist, wird die Schrumpfspannung nach 8-stündigem Eintauchen bestimmt und als Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC(in kg/m² (mg/den)) angegeben.

6. Festigkeit nach Absorption von Wasser

In der gleichen Weise wie bei der Messung der Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser wird die Probe nach 16- stündigem Eintauchen in Wasser im nassen Zustand auf ihre Reißfestigkeit auf einer Vorrichtung zur Bestimmung der Zugspannung bei konstanter Geschwindigkeit der Dehnung geprüft. Die Probe befindet sich unter einer anfänglichen Last von 0,059 kg/m² (5 mg/den), wenn sie mit den Spannschrauben befestigt wird.

7. Gewichtsverlust durch Auflösung

Die Probe wird auf eine Länge von etwa 10 mm geschnitten. Eine 1 bis 2 g schwere Probe wird gewonnen und getrocknet, und ihr Gewicht im staubtrockenen Zustand (Wo g) wird gemäß JIS L-1013 genau gemessen. Anschließend wird die genau gewogene Probe in Wasser bei 20ºC in einem Badverhältnis von 200 dispergiert, und nach 60-minütigem Stehen wird die Dispersion durch ein Filterpapier Nr. 5A mit 11 cm Durchmesser zur quantitativen Bestimmung filtriert. Nach dem Aufhören des Fallens von Wassertropfen wird die unlösliche Materie getrocknet und ihr Gewicht im staubtrockenen Zustand (W g) gemessen. Der Gewichtsverlust durch Auflösung wird wie folgt bestimmt:
Gewichtsverlust durch Auflösung = Wo - W/Wo · 100(%).
Die Methoden zur Messung der Leistungsmerkmale des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials gemäß der dritten Erfindung und des dieses Material bildenden Faservlieses werden im folgenden ausführlich beschrieben. Alle zu prüfenden Proben werden vorher in einer Atmosphäre unter Standardbedingungen (20 ± 2ºC, relative Luftfeuchtigkeit 65 ± 2%) aufbewahrt, um dadurch ihr Feuchtigkeitsgleichgewicht einzustellen. Die Messungen werden unter den vorstehend angegebenen Standardbedingungen durchgeführt.

8. Prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser und Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser im wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material

Die Messungen werden in der gleichen Weise, wie vorstehend unter 1 beschrieben, durchgeführt.

9. Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser und Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser im wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material

Die Messungen werden in der gleichen Weise, wie vorstehend unter 2 beschrieben, durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die zum Erreichen einer Schrumpfspannung von 100 g erforderliche Zeitspanne (in Sekunden) als Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser angegeben wird.

10. Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser im wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material

Das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material wird auf einer Vorrichtung zur Bestimmung der Zugspannung bei konstanter Geschwindigkeit der Dehnung mit einem Greiferintervall von 10 cm in einem um 30% gelockerten Zustand in Bezug zur ursprünglichen Länge montiert und anschließend in Wasser bei 20 ± 1ºC getaucht. Die Schrumpfspannung wird nach 8-stündigem Eintauchen bei konstant gehaltenem Greiferintervall gemessen und als Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (in g) angegeben.

11. Festigkeit des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials nach Absorption von Wasser

In der gleichen Weise wie bei der Messung der Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser für wasserabsorbierende, schrumpffähige Materialien wird die Probe nach 8-stündigem Eintauchen in Wasser im nassen Zustand auf ihre Reißfestigkeit unter Verwendung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Zugspannung bei konstanter Geschwindigkeit der Dehnung geprüft. Die Probe befindet sich unter einer anfänglichen Last von 0,059 kg/m² (5 mg/den), wenn sie mit den Spannschrauben befestigt wird.

12. Fähigkeit zur Absorption von Wasser durch das Faservlies selbst

Die Fläche einer Probe des Faservlieses mit einer Fläche von 20-100 cm² wird genau gemessen. Dann wird die Probe 5 Minuten in Wasser bei 20ºC getaucht, anschließend aus dem Wasser genommen, horizontal auf ein Drahtnetz gelegt, 5 Minuten so belassen, wobei man das überschüssige Wasser abtropfen läßt, und gewogen, und die Absorption von Wasser pro Quadratmeter Fläche des Faservlieses vor dem Eintauchen wird berechnet.

13. Prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser für das Faservlies selbst

Eine bandförmige Probe von etwa 30 cm Länge wird von dem Faservlies in der Längsrichtung genommen, genau markiert, um ein 20-cm-Interval anzuzeigen, und in Wasser bei 20ºC eingetaucht. Die Eintauchzeit (in Sekunden) und die prozentuale Schrumpfung (in Bezug zur ursprünglichen Länge) werden gemessen und die maximale prozentuale Schrumpfung innerhalb des 5- minütigen Eintauchens wird als prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser angegeben.

14. Dicke des Faservlieses und des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials

Die Messung der Dicke wird mit Hilfe einer Meßuhr durchgeführt, die so eingestellt ist, daß sich die Probe unter einer Last von 10 g/cm² befindet.
Bemerkungen:
(i) Bei Bestimmung der Last und des anfänglichen Zugs, die auf das wasserabsorbierenden schrumpffähige Material anzuwenden sind, wird der gesamte Denier-Wert für das in dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material enthaltene wasserabsorbierende, schrumpffähige Garn verwendet.
(ii) Wenn das rasch schrumpfende Garn aus einem Verbundmaterial aus einer rasch schrumpfenden Faser und aus einem anderen Material hergestellt wird, dann wird die nur rasch schrumpfende Faser für die Messung entnommen.

Beispiele 1-2 und Vergleichsbeispiele 1-3

Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele betreffen die erste Erfindung.
Mit Itaconsäure (2 Mol-%) modifizierter PVA (mittlerer Polymerisationsgrad 1800; Verseifungsgrad 97 Mol-%) und PVA mit niedrigem Verseifungsgrad (mittlerer Polymerisationsgrad 1700; Verseifungsgrad 98 Mol-%) wurden jeweils zur Herstellung einer 50%-igen wäßrigen PVA-Spinnlösung verwendet. Jede Lösung wurde durch eine Spinndüse (0,1 mm Durchmesser · 72 Löcher) gepreßt, und die so gesponnenen Filamente wurden unter folgenden Bedingungen getrocknet: mit Itaconsäure modifizierter PVA PVA mit niedrigem Verseifungsgrad Temperatur im Spinnschacht (Kühlzone) Temperatur im Spinnschacht (Vortrockenzone) Länge der Kühlzone Länge der Vortrockenzone Trocknungstemperatur
Jedes der so getrockneten Filamente wies einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 0,1% auf.
Die so erhaltenen Filamente der vorstehend genannten zwei Arten wurden bei verschiedenen Ofentemperaturen zum Strecken bei einem konstanten Streckverhältnis von 5,5 mit Wärme behandelt und dann auf die charakteristischen Eigenschaften in Wasser bei 20ºC nach den angegebenen Methoden geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Filamente wiesen eine Feinheit von 75,6 tex (680 den)/72 f auf. Tabelle 2 Temperatur beim Stecken/bei der Wärmebehandlung prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser Beispiel 1 Vergleichsbeispiel 1 T1: zum Erreichen einer 30%-igen Schrumpfung erforderliche Zeitspanne(in Sekunden) (d. h. Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser) T2: zum Erreichen einer Schrumpfspannung von 1,755 kg/m&sub2; (150 mg/den) im Zustand der ursprünglichen Länge erforderliche Zeitspanne (in Sekunden (d. h. Schrumpfspannung) S1: Schrumpfspannung im Zustand der ursprünglichen Länge (g/d) (d. h. Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser) S2: Schrumpfspannung (g/d) im Zustand 30%-iger Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge (d. h. Schrumpfspannung bei 30%-iger Schrumpfung bei Absorption von Wasser) W1: Gewichtsverlust durch Auflösen (%) * In Vergleichsbeispiel 3 wird der PVA mit niedrigem Verseifungsgrad verwendet.

Beispiele 3-7 und Vergleichsbeispiele 4-7

Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele betreffen die zweite Erfindung.

(1) Herstellung der rasch schrumpfenden Faser

Ein Garn mit 72,2 tex (650 den)/72 f wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Feinheit jedes Monofilaments modifiziert wurde. Die Faser wurde als "Garn A" bezeichnet, und ihre Leistungsmerkmale sind in Tabelle 3 gezeigt.

(2) Herstellung der langsam schrumpfenden Faser

Ein wäßrige Lösung von PVA mit einem Polymerisationsgrad von 1700 und einem Verseifungsgrad von 99,9 Mol-% wurde einem Naßspinnverfahren in eine gesättigte wäßrige Lösung von Na&sub2;SO&sub4; unterworfen, und die Filamente wurden gestreckt (Streckverhältnis 4,5), und zwar an der Luft bei 40ºC und in einer gesättigten wäßrigen Lösung von Na&sub2;SO&sub4; bei 90ºC, und anschließend wurden sie im Zustand konstanter Länge an der Luft bei 130ºC getrocknet, bis sie staubtrocken waren, und dann weiter bei 170ºC mit Wärme behandelt. Da diese Art von Faser in Wasser stark quillt und schrumpft, wurde die Faser unter einem Zug gehalten, der ausreichte, eine konstante Länge aufrechtzuerhalten, und dann zur Entfernung von anhaftendem Na&sub2;SO&sub4; mit Wasser bei 30ºC gewaschen und einer Benetzungsbehandlung einschließlich Ölung unterworfen. Es folgte das Trocknen durch heiße Luft unter gespannten Bedingungen bei 80ºC, bis der Wassergehalt 40% bezogen auf die Faser betrug, und dann bei 120ºC. Ein aus den auf diese Weise erhaltenen Monofilamenten mit einer Feinheit von 0,17 tex (1,5 den) bestehendes Werggarn wurde auf einem Perlock-System streckgebrochen und mit einer Ringspinnmaschine versponnen, um ein gesponnenes Garn mit einer Baumwollgarnnummer von 10' s/l und einer Drehungszahl von 2,68 t/cm (6,8 t/Zoll) (Z) zu erhalten. Dieses gesponnene Garn wurde als "Garn B" bezeichnet, und seine Leistungsmerkmale sind in Tabelle 3 gezeigt.

(3) Faser, die im wesentlichen nicht fähig ist, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen

Ein handelsübliches Baumwollgarn mit 10' s/l, das als "Garn C" bezeichnet wurde, wurde verwendet. Seine Leistungsmerkmale sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 Name Garn A Klassifizierung des Garns Bei Absorption von Wasser rasch schrumpfende Faser (rasch schrumpfende Faser) Bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser Faser, die im wesentlichen nicht in der Lage ist, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen Beschaffenheit des Garns carboxymodifizierte PVA-Faser PVA-Faser Baumwollgarn Aufbau des Garns Filamente gesponnenes Garn 10' s/l (Baumwollgarnnummer) Drehungszahl des Garns (Drehungsrichtung) Schrumpfung bei Absorption von Wasser Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser 4 Sekunden Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Schrumpfspannung bei 30%iger Schrumpfung durch Absorption von Wasser Kapazität, die Schrumpfspannung bei 30%iger Schrumpfung durch Absorption von Wasser aufrechtzuerhalten Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC Festigkeit nach Absorption von Wasser Gewichtsverlust durch Auflösen

(4) Herstellung von wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garnen

Die gemäß den vorstehenden Nummern (1), (2) und (3) erhaltenen Garne wurden verwendet, um Zwirngarne mit dem folgenden Aufbau herzustellen.

Beispiele 3-6

Ein rasch schrumpfendes Garn mit 72,2 tex (650 den)/72 f (Garn A) und zwei langsam schrumpfende Garne mit 10' s/l (Garne B) wurden in der S-Richtung auf einer Ringzwirnmaschine mit einer Drehungszahl von 1,97, 3,15, 4,13 oder 5,51 t/cm (5, 8, 10,5 oder 14 t/Zoll) (wobei der Verdrehungswinkel für die rasch schrumpfende Faser 8,1', 12,8', 16,9' bzw. 22,4' betrug) zu einem Faltgarn verzwirnt (Beispiel 3, 4, 5 bzw. 6).

Beispiel 7

Ein Faltgarn mit dem gleichen Garnaufbau wie in den Beispielen 3-6 wurde in der gleichen Weise wie vorstehend hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Drehungszahl 1,97 t/cm (5 t/Zoll) betrug (wobei der Verdrehungswinkel für die rasch schrumpfende Faser 8,0º betrug), und daß die Drehungsrichtung die gleiche wie die des gesponnenen Garns war (Z-Richtung).

Vergleichsbeispiel 4

Drei langsam schrumpfende Garne mit 10' s/l (Garne B) wurden allein verwendet, um ein Zwirngarn auf einer Ringzwirnmaschine mit einer Drehungszahl von 1,89 t/cm (4,8 t/Zoll) (S-Richtung) herzustellen.

Vergleichsbeispiel 5

Drei rasch schrumpfende Garne mit 72,2 tex (650 den)/72 f (Garne A) wurden allein verwendet, um ein Zwirngarn auf einer Ringzwirnmaschine mit einer Drehungszahl von 1,81 t/cm (4,6 t/Zoll) herzustellen (wobei der Verdrehungswinkel für die rasch schrumpfende Faser 7,6º betrug) (S-Richtung).

Vergleichsbeispiel 6

Eine Mehrfachschnur ("plied cord") wurde aus den rasch schrumpfenden Fasern (Garne A) mit 72,2 tex (650 den)/72 f/l · 2 mit einer Drehungszahl des Vorzwirns von 5,51 t/cm (14 t/Zoll)(S) und einer Drehungszahl des Nachzwirns von 1,97 t/cm (5 t/Zoll)(S) verzwirnt. Der Verdrehungswinkel für die rasch schrumpfenden Fasern betrug 20,7º. Es wurde die gleiche Drehungsrichtung verwendet, so daß ein Zwirngarn mit kompakter Konfiguration erhalten und die Festigkeit nach Absorption von Wasser erhöht werden konnte.

Vergleichsbeispiel 7

Eine rasch schrumpfende Faser mit 72,2 tex (650 den)/72 f (Garn A) und zwei Fasern mit 10' s/l (Garne C), die im wesentlichen nicht fähig waren, zu schrumpfen, wurden in der S-Richtung auf einer Ringzwirnmaschine mit einer Drehungszahl von 1,97 t/cm (5 t/Zoll) verzwirnt. Der Verdrehungswinkel für die rasch schrumpfende Faser betrug 7,4º.
Die Leistungsmerkmale der in den vorstehenden Beispielen 3-7 und in den Vergleichsbeispielen 4-7 erhaltenen Garne sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Beispiel 3 Garnaufbau Drehungszahl (t/cm) ((t/Zoll)) (Drehungsrichtung) Verdrehungswinkel der rasch schrumpfenden Faser(n) (º) Zwirngröße (den) Schrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (kg/m²) ((mg/den)) Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (kg/m²) ((mg/den)) Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC (kg/m²) ((mg/den)) Festigkeit nach Absorption von Wasser (kg/m²) ((g/den)) Tabelle 4 (Fortsetzung) Beispiel 7 Vergleichsbeispiel 4 Garnaufbau Drehungszahl (t/cm) ((t/Zoll)) (Drehungsrichtung) Verdrehungswinkel der rasch schrumpfenden Faser(n) (º) Zwirngröße (den) Schrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (kg/m²) ((mg/den)) Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (kg/m²) ((mg/den)) Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC (kg/m²) ((mg/den)) Festigkeit nach Absorption von Wasser (kg/m²) ((g/den)) Tabelle 4 (Fortsetzung) Vergleichs-Beispiel 7 Garnaufbau Drehungszahl (t/cm) ((t/Zoll)) (Drehungsrichtung) Verdrehungswinkel der rasch schrumpfenden Faser(n) (º) Zwirngröße (den) Schrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (kg/m²) ((mg/den)) Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (kg/m²) ((mg/den)) Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC (kg/m²) ((mg/den)) Festigkeit nach Absorption von Wasser (kg/m²) ((g/den))
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen deutlich, daß aus einer Kombination des rasch schrumpfenden Garns und des langsam schrumpfenden Garns hergestellte Garne mit einem Verdrehungswinkel von nicht mehr als 18º, wie sie in den die zweite hier offenbarte Erfindung betreffenden Beispielen 3, 4, 5 und 7 erhalten wurden, allen im Hinblick auf die bevorzugten Merkmale vorgebrachten und von einem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garn gemäß der zweiten Erfindung zu erfüllenden Anforderungen gerecht werden. Eine Änderung der Drehungsrichtung führt nicht zu wesentlichen Änderungen in den Merkmalen des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns (vgl. Bsp. 7). In Beispiel 6 wurde die rasch schrumpfende Faser mit einer langsam schrumpfenden Faser bei einem vergrößerten Verdrehungswinkel kombiniert, um ein kompaktes Garn zu erhalten. In diesem Fall sind die Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser in einem gewissen Ausmaß vermindert, so daß die Anforderungen, die erfindungsgemäß vorzugsweise zu erfüllen sind, nicht erfüllt werden. Dennoch sind Garne mit solchen Leistungsmerkmalen immer noch nützlich als wasserabsorbierende, schrumpffähige Garne für verschiedene Anwendungen.
Andererseits wurde das Garn in Vergleichsbeispiel 4 nur aus der Faser, die fähig ist, bei Absorption von Wasser langsam zu schrumpfen, hergestellt, und in diesem Fall waren die Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser bemerkenswert niedrig. Im Vergleichsbeispiel 5, in dem das Garn allein aus der rasch schrumpfenden Faser hergestellt wurde, zeigte das Garn eine recht ungenügende Festigkeit nach Absorption von Wasser und auch die Werte für die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser und für die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC waren unzureichend. Im Vergleichsbeispiel 6 wurde das Garn aus der rasch schrumpfenden Faser allein hergestellt und wies eine erhöhte Festigkeit nach Absorption von Wasser als Folge des kompakten Aufbaus der Schnur auf. In diesem Fall war ebenfalls die Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser niedrig, und die Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser war extrem niedrig. Ferner waren ebenfalls in Vergleichsbeispiel 7, in dem die rasch schrumpfende Faser mit einer Faser, die im wesentlichen nicht fähig war, bei Absorption von Wasser zu schrumpfen, kombiniert wurde, die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser und die Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser bei 35ºC zu niedrig.
In einem weiteren Versuch wurden die in Tabelle 4 gezeigten Garne verwendet, um Einmalwindeln herzustellen, wobei zwei gleichartige Garne parallel in jeder der langseitigen Kanten der Windel verwendet wurden. Die hergestellten Windeln wurden auf ihre praktische Verwendbarkeit an 12 Monate alten Babys überprüft. Die erzielten Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 5 gezeigt. Die erfindungsgemäßen wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garne führten zu guten Ergebnissen. Tabelle 5 in den Kantenabschnitten der Einmalwindeln verwendete wasserabsorbierende Garne Ergebnis der Prüfung der Verwendbarkeit der Einmalwindeln Garn von Beispiel 3 Es wurden keine Unregelmäßigkeiten beobachtet. Garn von Vergleichsbeispiel 4 Urin lief über beide Kantenabschnitte aus. Urin lief über beide Kantenabschnitte aus. Die Garne waren nach der Benutzung gebrochen.

Beispiele 8-11 und Vergleichsbeispiele 8-10

Diese Beispiele und Vergleichsbeispiele betreffen die dritte hier offenbarte Erfindung.

Herstellung des rasch schrumpfenden Garns

(1) Herstellung der rasch schrumpfenden Faser

Ein Garn mit 55,56 tex (500 den)/72 f wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Feinheit des Monofilaments modifiziert wurde. Dieses Garn zeigte eine prozentuale Schrumpfung bei Absorption von Wasser von 62 Z, eine Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser von 4 Sekunden, eine Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser von 3,894 kg/m² (220 mg/den), eine Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser von 4 Sekunden, eine Schrumpfspannung im Zustand 30%-iger Schrumpfung (in Bezug zur ursprünglichen Länge) von 0,974 kg/m² (55 mg/den) und einen Gewichtsverlust durch Auflösung von 17%, und es zeigte vom Standpunkt der Funktionalität als rasch schrumpfende Faser recht befriedigende Eigenschaften.

(2) Bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Faser

Es wurde das vorstehend mit Bezug auf die Beispiele 3-7 beschriebene Garn B ohne irgendeine Modifikation verwendet.

(3) Herstellung des rasch schrumpfenden Garns

Das vorstehend in (1) erwähnte, rasch schrumpfende Garn mit 55,56 tex (500 den)/72 f und das vorstehend in (2) beschriebene, bei Absorption von Wasser langsam schrumpfende Garn mit 10' s/l (jeweils ein Garn) wurden zu einem zweistufigen Garn mit 1,18 t/cm (3 t/Zoll) (Z) kombiniert.

Herstellung der wasserabsorbierenden schrumpffähigen Faser für die Herstellung des Faservlieses

Das im Verlauf des Herstellungsverfahrens für Garn B, das in den Beispielen 3-7 beschrieben ist, hergestellte Werggarn wurde aus dem Verfahren entnommen, dann gekräuselt und geschnitten, um eine Schnittfaser mit einer Faserlänge von 51 mm zu erhalten. Die Schrumpfung dieser Faser in Wasser bei 20ºC betrug 35%.

Wasser nicht absorbierende und nicht schrumpfende Faser zur Herstellung des Faservlieses

Es wurde eine handelsübliche Vinylon-Schnittfaser mit 0,17 tex (1,5 den) · 51 mm verwendet. Die Schrumpfung dieser Faser in Wasser bei 20ºC betrug 3%.

Herstellung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials

Die wasserabsorbierende, schrumpffähige Faser mit 0,17 tex (1,5 den) · 51 mm zur Herstellung des Faservlieses, die auf die oben beschriebene Weise erhalten wurde, wurde zur Herstellung eines Vliesstoffes auf einer Karde in herkömmlicher Weise verwendet. Der Vliesstoff wurde einer Verarbeitung mit einer Nadelmaschine (200 p/cm² · beide Seiten) unterworfen, und man erhielt ein Faservlies mit einem Gewicht von 50 g/m² und einer Dicke von 1,2 mm. Die Schrumpfung des so erhaltenen Faservlieses in der Längsrichtung in Wasser bei 20ºC betrug 23% und die Absorption von Wasser betrug 740 g/m². Dieses Faservlies wurde mit drei parallelen Nähten in Längsrichtung in 5 mm-Intervallen mit einer Stichlänge von 3 mm unter Verwendung des vorstehend in (3) hergestellten, rasch schrumpfenden Garns als Oberfaden und eines Polyesternähgarns Nummer 80 (Baumwollgarnnummer 80' s/3) als Unterfaden versehen, und man erhielt ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material mit einer Breite von 2 cm Beispiel 8). Die Leistungsmerkmale des hier verwendeten Faservlieses selbst und des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials sind in Tabelle 6 gezeigt.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte wasserabsorbierende, schrumpffähige Faser (80%) für die Herstellung des Faservlieses und eine Bindefaser NBF (Produkt der Fa. Daiwa Spinning Co.; Kern- Mantel-Faser mit 0,22 tex (2 den) · 51 mm, wobei der Kern aus Polypropylen und der Mantel aus Polyethylen gefertigt sind) (20%) wurden gemischt, und unter Verwendung dieser Mischung wurden ein Faservlies und ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben (Beispiel 9), hergestellt. Die Ergebnisse der Prüfung des Faservlieses selbst und des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials auf ihre Leistungsmerkmale sind in Tabelle 6 gezeigt.
Die in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltene Faser (50%) zur Herstellung des Faservlieses und die Bindefaser NBF (50%) wurden gemischt. Unter Verwendung der Mischung wurden ein Faservlies und ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material in der gleichen Weise wie vorstehend gefertigt (Beispiel 10). Die Ergebnisse der Prüfung auf ihre Leistungsmerkmale sind in Tabelle 6 gezeigt.
Ferner wurden ein Faservlies und ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Faservlies ein Gewicht von 80 g/m² aufwies (Beispiel 11). Die Ergebnisse der Prüfung auf ihre Leistungsmerkmale sind in Tabelle 6 gezeigt.
Andererseits wurden ein Faservlies und ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 unter Verwendung der gleichen, Wasser nicht absorbierenden und nicht schrumpffähigen Faser zur Herstellung des Faservlieses, wie sie vorstehend verwendet wurden (gewöhnliche Vinylon-Faser), hergestellt (Vergleichsbeispiel 8). Die Ergebnisse der Prüfung ihrer Leistungsmerkmale sind in Tabelle 6 gezeigt.
Ein weiteres Faservlies und ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Faservlies ein Gewicht von 20 g/m² aufwies (Vergleichsbeispiel 9). Die Ergebnisse der Prüfung ihrer Leistungsmerkmale sind in Tabelle 6 gezeigt.
Ein weiteres Faservlies mit einem Gewicht von 30 g/m² und einer Dicke von 0,3 mm wurde aus einer Mischung von 80% der gleichen, Wasser nicht absorbierenden und nicht schrumpffähigen Faser, die vorstehend verwendet wurde (gewöhnliche Vinylon-Faser), und 20% NBF hergestellt, indem die Mischung einer Verarbeitung mit der Nadelmaschine (400 p/cm² · beide Seiten), gefolgt von drei Durchgängen durch Kalanderwalzen bei 140ºC, unterworfen wurde. Aus dem Faservlies wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 8 ein wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material gefertigt (Vergleichsbeispiel 10). Die Ergebnisse der Prüfung ihrer Leistungsmerkmale sind in Tabelle 6 gezeigt.

Prüfung der Einmalwindeln auf praktische Verwendbarkeit

Einmalwindeln wurden unter Verwendung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials aus Beispiel 8, Beispiel 9, Vergleichsbeispiel 8, Vergleichsbeispiel 9 und Vergleichsbeispiel 10 als Kantenmaterialien hergestellt und an 12 Monate alten Babies auf praktische Verwendbarkeit geprüft. Die Ergebnisse der Prüfungen sind in Tabelle 7 gezeigt. Der Aufbau der hergestellten Einmalwindeln ist ebenfalls in Tabelle 7 angegeben.
Die Ergebnisse in Tabelle 7 zeigen, daß, wenn die Absorptionsfähigkeit für Wasser des das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material bildenden Faservlieses gering ist, seine Funktion als Hilfsabsorptionsmittel für Wasser unzureichend ist und ein Auslaufen von Urin auftreten kann. Wenn das Faservlies ein Gewicht von nicht mehr als 30 g/m² aufweist, dann ist das Auftreten von Eindrücken durch Einschnürung auf den Oberschenkeln, verglichen mit der Verwendung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Garns allein, zwar etwas vermindert, aber eine befriedigende Wirkung zur Verhinderung der Eindrücke kann nicht erwartet werden. Es ist ferner verständlich, daß selbst wenn die Einmalwindel eine solche Struktur aufweist, daß das Absorptionsmittel für Wasser und das wasserabsorbierende, schrumpffähige Material nicht in Kontakt miteinander sind, eine befriedigende Schrumpfung und eine das Auslaufen von Urin verhindernde Wirkung erzielt werden können. Tabelle 6 Bsp. 8 [Aufbau des Faservlieses] Wasserabsorbierende, schrumpffähige Vinylon-Faser (%) Wasser nicht absorbierende und nicht schrumpffähige Vinylon-Faser (%) durch Wärme schmelzbare NBF-Bindefaser (%) Gewicht (g/m²) Dicke (mm) [Leistungsmerkmale des Faservlieses] Selbstschrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Absorptionsfähigkeit für Wasser (g/m²) [Leistungsmerkmale des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials] Schrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (g) Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (g) Festigkeit nach Absorption von Wasser (kg) Tabelle 6 (Fortsetzung) Vergleichsbeispiele Nr. 8 [Aufbau des Faservlieses] Wasserabsorbierende, schrumpffähige Vinylon-Faser (%) Wasser nicht absorbierende und nicht schrumpffähige Vinylon-Faser (%) durch Wärme schmelzbare NBF-Bindefaser (%) Gewicht (g/m²) Dicke (mm) [Leistungsmerkmale des Faservlieses] Selbstschrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Absorptionsfähigkeit für Wasser (g/m²) [Leistungsmerkmale des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials] Schrumpfung bei Absorption von Wasser (%) Schrumpfgeschwindigkeit bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (g) Geschwindigkeit des Auftretens der Schrumpfspannung bei Absorption von Wasser (Sek.) Schrumpfspannung nach Absorption von Wasser (g) Festigkeit nach Absorption von Wasser (kg) Tabelle 7 Nr. [Aufbau der Einmalwindel] wasserabsorbierendes schrumpffähiges Material Art der Einführung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials rasch schrumpfendes Garn auf Seite der rückseitigen Folie relative Anordnung zwischen dem Absorptionsmittel für Wasser und dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material ohne Kontakt Mittel, um Wasser vom Absorptionsmittel für Wasser zum wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material zu leiten keines [Ergebnisse der Anwendungstests] Auslaufen von Urin über die Kanten nein gefunden Eindrücke durch Einschnürungen Fülligkeit (Hautausschlag) Tabelle 7 (Fortsetzung) Nr. [Aufbau der Einmalwindel] wasserabsorbierendes schrumpffähiges Material Art der Einführung des wasserabsorbierenden schrumpffähigen Materials relative Anordnung zwischen dem Absorptionsmittel für Wasser und dem wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material Mittel, um Wasser vom Absorptionsmittel für Wasser zum wasserabsorbierenden schrumpffähigen Material zu leiten vorhanden (Zellstoffabsorptionspapier) [Ergebnisse der Anwendungstests] Auslaufen von Urin über die Kanten nein gefunden Eindrücke durch Einschnürungen auffällig wenig auffällig Fülligkeit (Hautausschlag) gefunden

Claims

1. In Gegenwart von Wasser schrumpffähige Faser mit geringer Wasserlöslichkeit, wobei das faserbildende Polymer ein Polymer vom Vinylalkoholtyp umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim faserbildenden Polymer um einen carboxylhaltigen modifizierten Polyvinylalkohol mit einem Carboxylgruppenanteil von 0,5-10 Mol-% handelt und daß die maximale prozentuale Schrumpfung in Wasser bei 20ºC nicht unter 30% liegt, wobei die zum Erreichen der prozentualen Schrumpfung von 30% erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 10 Sekunden beträgt, daß die Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC, gemessen im Zustand der ursprünglichen Länge nicht weniger als 1,755 kg/m² (150 mg/den) beträgt, wobei die bis zum Auftreten der Schrumpfspannung von 1,755 kg/m² (150 mg/den) erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 10 Sekunden beträgt, daß die Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC, gemessen im Zustand einer 30%-igen Schrumpfung in bezug zur ursprünglichen Länge nicht weniger als 0,351 kg/m² (30 mg/den) beträgt und daß der Gewichtsverlust aufgrund von Auflösung nach Dispersion in Wasser bei 20ºC nicht mehr als 45% beträgt.

2. Faser nach Anspruch 1, wobei es sich beim faserbildenden Polymer um einen mit Itaconsäure modifizierten Polyvinylalkohol handelt.

3. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges, mischgezwirntes oder mischgesponnenes Garn, das eine Faser nach Anspruch l oder 2, die bei Absorption von Wasser zu einer raschen Schrumpfung fähig ist, und eine Faser, die bei Absorption von Wasser im Vergleich zur erstgenannten Faser zu einer langsameren Schrumpfung fähig ist, umfaßt.

4. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale prozentuale Schrumpfung in Wasser bei 20ºC nicht weniger als 30% beträgt, wobei die zum Erreichen der prozentualen Schrumpfung von 30% erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 10 Sekunden beträgt, daß die Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC, gemessen im Zustand der ursprünglichen Länge, nicht weniger als 0,351 kg/m² (30 mg/den) beträgt, wobei die bis Auftreten der Schrumpfspannung von 0,351 kg/m² (30 mg/den) erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 10 Sekunden beträgt, und daß die Schrumpfspannung und die Festigkeit, gemessen in nassem Zustand nach 16-stündigem Eintauchen in Wasser von 20ºC im Zustand einer 30%-igen Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge nicht weniger als 0,177 kg/m² (10 mg/den) bzw. nicht weniger als 3,51 kg/m² (300 mg/den) betragen.

5. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Verdrehungswinkel der zum raschen Schrumpfen bei Absorption von Wasser fähigen Faser nicht mehr als 18º beträgt.

6. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn nach einem der Ansprüche 3-5, wobei die bei Absorption von Wasser zu einer langsamen Schrumpfung fähige Faser dadurch gekennzeichnet ist, daß die maximale prozentuale Schrumpfung in Wasser bei 20ºC nicht weniger als 30% beträgt, wobei die bis zum Erreichen der Schrumpfung von 30% erforderliche Zeitspanne 10 Sekunden bis 5 Minuten beträgt, daß die Schrumpfspannung in Wasser bei 20ºC, gemessen im Zustand der ursprünglichen Länge, nicht weniger als 0,585 kg/m² (50 mg/den) beträgt, wo bei die bis zum Auftreten der Schrumpfspannung von 0,585 kg/m² (50 mg/den) erforderliche Zeitspanne in 10 Sekunden bis 5 Minuten beträgt, und daß die Schrumpfspannung und die Festigkeit, gemessen in nassem Zustand nach 16-stündigen Eintauchen in Wasser von 20ºC, im Zustand der 30%-igen Schrumpfung in Bezug zur ursprünglichen Länge nicht weniger als 0,0585 kg/m² (5 mg/den) bzw. nicht weniger als 5,85 kg/m² (500 mg/den) betragen.

7. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Garn nach einem der Ansprüche 3 - 6, wobei die bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähige Faser aus einem carboxylgruppenhaltigen, modifizierten Polyvinylalkohol hergestellt ist und die bei Absorption von Wasser zum langsamen Schrumpfen fähige Faser aus einem unmodifizierten Polyvinylalkohol hergestellt ist.

8. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material, enthaltend ein bei Absorption von Wasser zum Schrumpfen fähiges Faservlies, das Wasser von 20ºC in einer Menge von nicht weniger als 200 g/m² absorbieren kann, eine prozentuale Schrumpfung in Längsrichtung in Wasser von 20ºC von nicht weniger als 10% aufweist und ein Gewicht von nicht weniger als 30 g/m² besitzt, und ein damit vereinigtes Garn, das im Vergleich zum Faservlies zu einer rascheren und weitgehenderen Schrumpfung fähig ist, wobei das Garn eine Faser nach Anspruch 1 oder 2, die bei Absorption von Wasser zum raschen Schrumpfen fähig ist, enthält.

9. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale prozentuale Schrumpfung in Längsrichtung in Wasser von 20ºC nicht weniger als 30% beträgt, wobei die zum Erreichen der prozentualen Schrumpfung von 30% in Längsrichtung erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 20 Sekunden beträgt, und daß die Schrumpfspannung, gemessen im Zustand der ursprünglichen Länge nicht weniger als 100 g beträgt, wobei die bis zum Auftreten der Schrumpfspannung von 100 g erforderliche Zeitspanne nicht mehr als 20 Sekunden beträgt.

10. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Schrumpfspannung und die Reißfestigkeit, gemessen in nassem Zustand nach 8-stündigem Eintauchen in Wasser von 20ºC im Zustand der Schrumpfung von 30% in Längsrichtung nicht weniger als 30 g bzw. nicht weniger als 1 kg betragen.

11. Wasserabsorbierendes, schrumpffähiges Material nach einem der Ansprüche 8-10, wobei das bei Absorption von Wasser zu einer Schrumpfung fähige Faservlies und das bei Absorption von Wasser zu einer raschen Schrumpfung fähige Garn miteinander durch Einnähen des Garns in das Faservlies vereinigt sind.