DE3689058T2 - Non-woven elastic pleated. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes, das mit einem nicht-gewebten, gerafften Gewebe verbunden ist, und auf ein Verfahren zum Bilden eines nicht-gewebten, gerafften Gewebes, das elastische Eigenschaften zeigt, wenn es von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe abgetrennt wird, nachdem das Raffen durch Zusammenziehen des elastischen Gewebes bewirkt worden ist.The present invention relates to a method of forming a nonwoven elastic composite fabric bonded to a nonwoven gathered fabric and to a method of forming a nonwoven gathered fabric which exhibits elastic properties when separated from the nonwoven elastic fabric after gathering has been effected by contracting the elastic fabric.
Auf dem Gebiet der Tuchherstellung hat der Wunsch nach dem Bereitstellen einer Tuchdeckschicht bestanden, welche (1) über ihre gesamte Oberfläche völlig elastisch ist -- um einen dichten und doch angenehmen Sitz zu bieten, (2) wasserabweisend ist -- um flüssige Materialien innerhalb der Begrenzungen des Tuchs zurückzuhalten, (3) atmend ist -- um einen Dampfaustausch durch das Tuchmaterial zu gestatten, (4) weich ist -- für verbessere Bequemlichkeit, und (5) wohlfeil herzustellen ist -- so daß das Tuch an den Verbraucher wirtschaftlich vermarktet werden kann.In the field of cloth manufacturing, there has been a desire to provide a cloth covering which is (1) fully elastic over its entire surface -- to provide a tight yet comfortable fit, (2) water repellent -- to retain liquid materials within the confines of the cloth, (3) breathable -- to permit vapor exchange through the cloth material, (4) soft -- for improved comfort, and (5) inexpensive to manufacture -- so that the cloth can be economically marketed to the consumer.
Unglücklicherweise ermangeln die bekannten nicht-gewebten Verbundmaterialien, welche bis heute vermarktet worden sind, eines oder mehrerer dieser Merkmale. Weiter sind diese elastischen, nicht-gewebten Verbundmaterialien nicht durch Anwendung ökonomischer Verfahren hergestellt worden.Unfortunately, the known nonwoven composite materials that have been marketed to date lack one or more of these features. Furthermore, these elastic nonwoven composite materials have not been manufactured using economical processes.
Zum Beispiel offenbart das US-Patent 2 957 512 an Wade ein Verfahren zum Herstellen eines elastischen Verbundbogenmaterials, in welchem ein gekräuseltes oder geripptes, biegsames Bogenmaterial an zum Beispiel elastisches, schmelzgeblasenes Material gebunden ist. In Spalte 5, Zeilen 39-48, wird angegeben, daß ein Fasergewebe aus Elastomermaterial gedehnt und an auseinanderliegenden Punkten oder Flächen an das gerippte Gewebe gebunden werden kann, und der Verbund die in Fig. 7 veranschaulichte Struktur annimmt, nachdem man das faserige Elastomergewebe hat entspannen lassen.For example, U.S. Patent 2,957,512 to Wade discloses a process for making an elastic composite sheet material in which a crimped or ribbed, flexible sheet material is bonded to, for example, elastic meltblown material. At column 5, lines 39-48, it is stated that a fibrous web of elastomeric material can be stretched and bonded to the ribbed web at spaced apart points or areas, and the composite assumes the structure illustrated in Figure 7 after the fibrous elastomeric web is allowed to relax.
Noch ein weiteres Verfahren zum Bilden eines elastischen Verbundgewebes wird im US-Patent 3 316 136 an Pufahl offenbart. Das bevorzugte Herstellungsverfahren dieses Gewebes umfaßt die Verwendung eines Klebstoffs, der zuerst in einem vorbestimmten Muster auf ein elastisches Trägermaterial aufgebracht wird, und das elastische Trägermaterial wird anschließend zu einem gelängten Zustand gedehnt. Während sich das elastische Material im gedehnten, gelängten Zustand befindet, wird ein darüberliegendes Gewebe damit in Berührung gebracht und mit dem elastischen Material über einen zum Sicherstellen der Haftung der beiden Schichten ausreichenden Zeitraum in einer Druckverbindung festgehalten. Nach dem Trocknen des aufgebrachten Klebstoffs wird die Spannung auf das elastische Trägermaterial gelöst, was das Raffen des darüberliegenden Gewebes in den durch den Klebstoff bezeichneten Flächen bewirkt.Yet another method of forming an elastic composite fabric is disclosed in U.S. Patent 3,316,136 to Pufahl. The preferred method of making this fabric involves Utilizing an adhesive which is first applied to an elastic substrate in a predetermined pattern and the elastic substrate is subsequently stretched to an elongated state. While the elastic substrate is in the stretched, elongated state, an overlying fabric is brought into contact therewith and held in a pressure bond with the elastic substrate for a period of time sufficient to ensure adhesion of the two layers. After the applied adhesive dries, the tension on the elastic substrate is released causing the overlying fabric to gather in the areas designated by the adhesive.
Das US-Patent 3 485 an Evans offenbart in Beispiel 56 die Herstellung einer längbaren nicht-gewebten Struktur mit einer Mehrstufenmusterstruktur, die eine Elastizität in einer Richtung besitzt, aus einem anfänglichen Schichtmaterial. Die Struktur setzt sich aus zwei Geweben aus Polyesterstapelfasern zusammen, welche über ein dazwischen gelegenes Gewebe aus Spandex-Garn verfügen. Die Gewebe werden durch Anwendung hydraulischer Wasserdüsen miteinander verbunden, welche die Fasern eines Gewebes mit den Fasern eines angrenzenden Gewebes verhaken. Während des Verhakungsschritts wird das Spandex-Garn um 200% gedehnt.U.S. Patent 3,485 to Evans discloses in Example 56 the manufacture of an elongatable nonwoven structure having a multi-step pattern structure having unidirectional elasticity from an initial sheet material. The structure is composed of two webs of polyester staple fibers having a web of spandex yarn therebetween. The webs are joined together by the use of hydraulic water jets which entangle the fibers of one web with the fibers of an adjacent web. During the entangling step, the spandex yarn is stretched 200%.
Das US-Patent 3 673 026 an Braun offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines laminierten Gewebes und offenbart besonders ein Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten, laminierten Gewebes mit geregeltem Aufgehen. Bei diesem Verfahren werden getrennte Gewebe aus nicht-gewebtem Material, z. B. gekräuseltes Gewebe oder synthetisches Vlies, elastisch zu verschiedenen Längengraden gedehnt und laminiert, indem man sie miteinander verbindet, während sie sich in ihren unterschiedlich gedehnten Zuständen befinden. Die verbundenen Geweben werden danach entspannt, um auf diese Weise in jedem Gewebe unterschiedliche Schrumpfgrade mit einer sich daraus ergebenden Trennung der Gewebe in ungebundene Bereiche und geregeltes Aufgehen im Laminat zu erzeugen. Es wird angeführt, daß das unterschiedliche Strecken den Zustand einschließt, wo tatsächlich nur ein Gewebe gestreckt wird und das andere Gewebe spannungslos oder fast so gehalten wird.U.S. Patent 3,673,026 to Braun discloses a method of making a laminated fabric and particularly discloses a method of making a nonwoven, laminated fabric with controlled rise. In this method, separate webs of nonwoven material, e.g., crimped fabric or synthetic fleece, are elastically stretched to different lengths and laminated by bonding them together while in their different stretched states. The bonded webs are then relaxed so as to produce different degrees of shrinkage in each web with resultant separation of the webs into unbonded regions and controlled rise in the laminate. The differential stretching is stated to include the state where only one web actually tissue is stretched and the other tissue is held tension-free or almost tension-free.
Das US-Patent 3 687 797 an Wideman offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines federnden Polsterprodukts aus Cellulose, das durch Laminieren eines Polsteruntergewebes aus Cellulose auf ein vorgedehntes Polyurethanschaumgewebe erhalten wird. Das Verfahren umfaßt das Aufbringen von Klebstoffin einem gewünschten Muster auf eines der Gewebe, wobei das Polstergewebe anschließend auf das vorgedehnte Polyurethanschaumgewebe laminiert wird. Während der Laminierung des Polstergewebes auf das Polyurethanschaumgewebe wird das Schaumgewebe in einem gedehnten Zustand gehalten. Nach der Laminierung beider Gewebe wird die Spannung auf das vorgedehnte Polyurethanschaumgewebe gelöst, um eine Schrumpfung des Schaumgewebes hervorzurufen. Der Klebstoff hält das Polsterprodukt und den Schaum zusammen, während er das Aufgehen in den Flächen zwischen den Klebstoffbereichen gestattet. Nachdem die Schrumpfung durch Befeuchten weiter gelockert werden kann, bleiben die Spannungen immer noch im Produkt zurück.U.S. Patent 3,687,797 to Wideman discloses a method for manufacturing a resilient cellulosic cushioning product obtained by laminating a cellulosic cushioning backing fabric to a pre-stretched polyurethane foam fabric. The method involves applying adhesive in a desired pattern to one of the fabrics, and then laminating the cushioning fabric to the pre-stretched polyurethane foam fabric. During lamination of the cushioning fabric to the polyurethane foam fabric, the foam fabric is held in a stretched state. After lamination of both fabrics, the tension on the pre-stretched polyurethane foam fabric is released to cause shrinkage of the foam fabric. The adhesive holds the cushioning product and the foam together, while allowing expansion in the areas between the adhesive areas. After the shrinkage can be further relaxed by moistening, the stresses still remain in the product.
Das US-Patent 3 842 832 an Wideman ist auf ein Wegwerfprodukt wie etwa einen Verband und auf ein Verfahren zur Herstellung des Produkts gerichtet. Das Produkt wird durch Führen eines der Länge nach ausgerichteten, nicht-gewebten Materials über eine Walze, um auf diese Weise einen Klebstoff auf eine Oberfläche des nicht-gewebten Gewebes aufzubringen, hergestellt. Zur selben Zeit wird ein Polyurethangewebe erhitzt und der Länge nach gedehnt und auf das nicht-gewebte Material geklebt. Danach wird ein zweites nicht-gewebtes Material auf die andere Seite des Polyurethangewebes unter Bilden eines Laminats geklebt, das aus einem gedehnten Polyurethaninnenkern und Außenschichten aus ungedehntem, nicht-gewebten Gewebe besteht, welche durch den Klebstoff an den Kern geklebt sind. Als nächstes wird das Laminat durch eine Feuchtvorrichtung geführt, was zu einem Lockern der Verbindung zwischen den Außenschichten aus nicht-gewebten Gewebe und dem Klebstoff, der die Außenschichten mit der Kernschicht aus gedehntem Polyurethan verbindet, führt. Dies gestattet der gestreckten Polyurethanschicht, zu im wesentlichen ihrer ursprünglichen Länge zurückzukehren, was dazu führt, daß die äußeren, nicht-gewebten Schichten unter Bilden von Falten verformt oder gewellt sind.U.S. Patent 3,842,832 to Wideman is directed to a disposable product such as a bandage and to a method of making the product. The product is made by passing a lengthwise oriented nonwoven material over a roller to thereby apply an adhesive to a surface of the nonwoven material. At the same time, a polyurethane fabric is heated and stretched lengthwise and adhered to the nonwoven material. Thereafter, a second nonwoven material is adhered to the other side of the polyurethane fabric to form a laminate consisting of a stretched polyurethane inner core and outer layers of unstretched nonwoven fabric which are adhered to the core by the adhesive. Next, the laminate is passed through a moistening device which results in a loosening of the bond between the outer layers of nonwoven fabric and the adhesive bonding the outer layers to the core layer of stretched polyurethane. This allows the stretched polyurethane layer to substantially to return to their original length, causing the outer non-woven layers to become deformed or curled, forming wrinkles.
Das US-Patent 4 104 170 an Nedza offenbart ein Flüssigkeitsfilter mit einem verbesserten, gedehnten Polypropylenelement. Die Herstellung des Polypropylenelements wird durch Bilden einer Spinnvliesunterlage aus einer Polypropylenendlosfaser bewerkstelligt, die an sich selbst haftet, wenn sie in einem Zufallsmuster angelegt wird. Danach wird eine Deckschicht aus kurzen Polypropylenfasern auf die Unterlage, z. B. durch Schmelzblasen der Deckschicht auf eine gestreckte Lage der Unterlage, aufgebracht.U.S. Patent 4,104,170 to Nedza discloses a liquid filter with an improved stretched polypropylene element. Manufacture of the polypropylene element is accomplished by forming a spunbonded backing from a continuous polypropylene fiber that adheres to itself when laid down in a random pattern. Thereafter, a top layer of short polypropylene fibers is applied to the backing, e.g., by melt blowing the top layer onto a stretched layer of the backing.
Ein Verfahren zum Herstellen einer elastischen Tuchstruktur, welche Fasern aus einem synthetischen, organischen, verhältnismäßig elastomeren Polymer und Fasern aus einem synthetischen, organischen, längbaren, aber verhältnismäßig unelastischen Polymer einschließt, wird im US-Patent 4 209 563 an Sisson offenbart. Das Verfahren umfaßt die Schritte des Zuführens der verhältnismäßig elastischen Fasern und längbaren, aber verhältnismäßig unelastischen Fasern einer gut verteilten Zufallsanlage auf einer porösen Formoberfläche aus einem nichtgebundenen Gewebe mit Zufallsfaserverkreuzungen. Danach werden wenigstens einige der Faserverkreuzungen unter Bilden eines zusammenhängenden, verfestigten Tuchvlieses gebunden, welches gedehnt wird, um einige der Fasern in wenigstens einer Richtung zu längen, und anschließend entspannt wird, so daß das Zusammenziehen des Gewebes durch die verhältnismäßig elastomeren Fasern die Maschenbildung und Bündelung der dehnbaren, verhältnismäßig unelastischen Fasern besorgt. Das Zuführen der Fasern zu der porösen Formoberfläche wird positiv geregelt und dieser positiven Regelung steht in Spalte 7, Zeilen 19-33 des Patents die Verwendung von Luftströmungen zum Zuführen der Fasern gegenüber. Es wird auch in Spalte 9, Zeile 44 ff. des Patents angeführt, daß zum Binden der Fasern unter Bilden des zusammenhängenden Tuchs Prägemuster oder glatte, beheizte Quetschwalzen verwendet werden können.A method of making an elastic fabric structure including fibers of a synthetic, organic, relatively elastomeric polymer and fibers of a synthetic, organic, elongate but relatively inelastic polymer is disclosed in U.S. Patent 4,209,563 to Sisson. The method comprises the steps of feeding the relatively elastic fibers and elongate but relatively inelastic fibers to a well-distributed random array on a porous mold surface of an unbonded fabric having random fiber intersects. Thereafter, at least some of the fiber intersections are bonded to form a continuous, consolidated web of fabric which is stretched to elongate some of the fibers in at least one direction and then relaxed so that the contraction of the fabric by the relatively elastomeric fibers provides for the stitching and bundling of the stretchable, relatively inelastic fibers. The feeding of the fibers to the porous mold surface is positively controlled and this positive control is contrasted in column 7, lines 19-33 of the patent with the use of air currents to feed the fibers. It is also stated in column 9, lines 44 et seq. of the patent that embossed patterns or smooth, heated nip rolls can be used to bond the fibers to form the continuous web.
Das US-Patent 4 296 163 an Emi et al. offenbart einen Faserverbund mit einem verschmolzenen Aufbau aus (A) einer folienähnlichen Maschenstruktur, welche aus Fasern aus einem synthetischen elastomeren Polymer besteht, dessen einzelne Fasern zufällig in unregelmäßiger Beziehung unter Bilden einer Anzahl von Maschen unterschiedlicher Größe und Gestalt miteinander verbunden sind, wobei die Maschenstruktur nach 10% Dehnung eine Rückstellrate von wenigstens 70% in zwei willkürlich ausgewählten, zu einander senkrechten Richtungen in der Ebene der Maschenstruktur besitzt, und (B) einer vlies-, gewebe- oder folienähnlichen Faserstruktur, welche aus kurzen oder langen Fasern besteht, wobei die Faserstruktur nach 10% Dehnung ein Rückstellverhältnis von weniger als 50% in wenigstens einer willkürlich-ausgewählten Richtung besitzt. Es wird angeführt, daß der elastische Verbund als verschiedene Materialien auf Bekleidungsgrundlage und- industrielle Materialien, wie etwa Filtertücher, Absorptionsmittel und Wärmeisoliermaterialien geeignet ist. Verfahren zum Bilden des Verbunds werden in Spalte 6, Zeile 64 ff. beschrieben und diese Verfahren schließen das Zusammenspinnen ein, siehe Spalte 9, Zeilen 15-41.U.S. Patent 4,296,163 to Emi et al. discloses a fiber composite having a fused construction of (A) a film-like mesh structure consisting of fibers of a synthetic elastomeric polymer, the individual fibers of which are randomly interconnected in irregular relationship to form a number of meshes of different sizes and shapes, the mesh structure having a recovery ratio of at least 70% in two randomly selected directions perpendicular to each other in the plane of the mesh structure after 10% elongation, and (B) a nonwoven, woven or film-like fiber structure consisting of short or long fibers, the fiber structure having a recovery ratio of less than 50% in at least one randomly selected direction after 10% elongation. It is stated that the elastic composite is suitable for use as various clothing-based and industrial materials such as filter cloths, absorbents and thermal insulation materials. Methods of forming the composite are described in column 6, lines 64 ff. and these methods include spinning together, see column 9, lines 15-41.
Das US-Patent 4 323 534 an DesMarais schließt ein Extrudierverfahren für eine thermoplastische Harzzusammensetzung für Gewebefasern mit außergewöhnlicher Festigkeit und guter Elastizität ein. In Spalte 8 wird unter dem Untertitel "Faserbildung" das Schmelzblasen eines Mischharzes, das 79,13% KRATON® G-1652, 19,78% Stearinsäure, 0,9g% Titandioxid und 0,1% Irganox® 1010 Antioxidans umfaßt, offenbart. Es wird angeführt, daß aus der Schmelzblasdüse einzelne Fasern extrudiert wurden.U.S. Patent 4,323,534 to DesMarais includes an extrusion process for a thermoplastic resin composition for fabric fibers having exceptional strength and good elasticity. In column 8, under the subheading "Fiber Formation," the melt blowing of a blended resin comprising 79.13% KRATON® G-1652, 19.78% stearic acid, 0.9g% titanium dioxide, and 0.1% Irganox® 1010 antioxidant is disclosed. It is stated that individual fibers were extruded from the melt blowing die.
Das US-Patent 4 355 425 an Jones offenbart eine Strumpfhose mit einem eingebauten elastischen System, um das Kräuseln auf ein Mindestmaß zurückzuführen und einen bequemen, formangepaßten Sitz zu liefern, und ein Verfahren zum Zusammensetzen der Strumpfhose. Es wird angegeben, daß ein aus schmelzgeblasenem KRATON®-Gummi hergestelltes Material als Strumpfhosengewebematerial gut geeignet ist. Es wird ferner angeführt, daß ein Verfahren zum Herstellen schmelzgeblasener KRATON®-Gewebe offenbart und schematisch in Fig. 8 des Patents gezeigt wird.U.S. Patent 4,355,425 to Jones discloses a pantyhose with a built-in elastic system to minimize puckering and provide a comfortable, conforming fit, and a method of assembling the pantyhose. A material made from meltblown KRATON® rubber is stated to be well suited as a pantyhose fabric material. It is further stated that a method of making meltblown KRATON® fabrics is disclosed and is shown schematically in Figure 8 of the patent.
Das Verfahren, welches KRATON® G-1652 zu verwenden scheint, wird beginnend in Spalte 4, Zeile 67 des Patents erörtert.The process that KRATON® G-1652 appears to use is discussed beginning at column 4, line 67 of the patent.
Das US-Patent 4 379 192 an Wahlquist erörtert ein Verfahren zum Bilden eines undurchlässigen Absorptionsschrankengewebes, das Film- und Fasergewebe verkörpert, wo eine oder mehrere Schmelzblasdüsen unterbrochene Fasern mit kleinem Durchmesser direkt als Vlies auf ein vorverfestigtes Gewebe aus Endlosfasern schmelzblasen. In Spalte 3, Zeilen 35-40 des Patents wird angeführt, daß durch direktes Bilden des Mikrofaservlieses auf das vorverfestigte Endlosfasergewebe primäre Bindungen zwischen den Mikrofasern und den Endlosfasern geschaffen werden, welche das Mikrofaservlies an das Endlosfasergewebe binden.U.S. Patent 4,379,192 to Wahlquist discusses a method of forming an impermeable absorbent barrier web embodying film and fiber webs where one or more melt blowing nozzles melt blow discontinuous small diameter fibers directly onto a pre-consolidated web of continuous fibers. Column 3, lines 35-40 of the patent states that by forming the microfiber web directly onto the pre-consolidated continuous fiber web, primary bonds are created between the microfibers and the continuous fibers which bond the microfiber web to the continuous fiber web.
Das US-Patent 4 426 420 an Likhyani offenbart hydraulisch verhakte Spinnspitzengewebe, welche aus wenigstens zwei Arten Stapelfasern zusammengesetzt sind, und Verfahren zu ihrer Herstellung, welche die Wärmebehandlung von Elastomerfasern einschließen, die sich als gewöhnliche Stapelfasern verhalten, bis sie wärmebehandelt werden, um dem Gewebe verbesserte Dehnungs- und Federungseigenschaften zu verleihen. Das Verfahren schließt die Schritte des Ziehens einer möglicherweise elastomeren Faser und ihr Entspannenlassen zwischen den Zieh- und Aufwickelschritten ein.U.S. Patent 4,426,420 to Likhyani discloses hydraulically entangled spunlace fabrics composed of at least two types of staple fibers and methods of making them which include heat treating elastomeric fibers which behave as ordinary staple fibers until they are heat treated to impart improved stretch and resilience properties to the fabric. The method includes the steps of drawing a possibly elastomeric fiber and allowing it to relax between the drawing and winding steps.
Das US-Patent 4 446 189 an Romanek offenbart ein nicht-gewebtes Textilgewebelaminat, welches wenigstens eine Schicht eines nicht-gewebten Textilgewebes einschließt, das durch Vernadeln mit einer elastischen Schicht so befestigt ist, daß die nichtgewebte Textilgewebeschicht dauernd gedehnt ist, wenn die elastische Schicht innerhalb ihrer elastischen Grenzen verzogen wird. Wenn der elastischen Schicht gestattet wird, sich zu entspannen und im wesentlichen in ihren Zustand vor dem Verziehen zurückzukehren, wird dargelegt, daß die nicht-gewebte Gewebeschicht als Ergebnis ihrer gleichzeitigen Entspannung ein erhöhtes Aufgehen zeigt. Es wird auch dargelegt, daß das nichtgewebte Textilgewebelaminat zum Bilden von Kleidungsstücken verwendet werden kann, welche eine erhöhte Bewegungsfreiheit besitzen.U.S. Patent 4,446,189 to Romanek discloses a nonwoven fabric laminate which includes at least one layer of nonwoven fabric attached by needle punching to an elastic layer such that the nonwoven fabric layer is permanently stretched when the elastic layer is stretched within its elastic limits. When the elastic layer is allowed to relax and return substantially to its pre-stretched state, the nonwoven fabric layer is stated to exhibit increased rise as a result of its simultaneous relaxation. It is also stated that the nonwoven fabric laminate can be used to form garments having increased freedom of movement.
Die Zusammenfassung des japanischen Dokuments Nummer 47-43150 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten Gewebes mit hoher Festigkeit, wobei das Verfahren durch (a) einachsiges Strecken einer aus einem Gemisch unverträglicher Polymerer hergestellten Folie oder eines Films, (b) Laminieren dieser Folie oder dieses Materials mit einer Schicht aus geschäumtem Polymer, (c) Dehnen des Laminats im rechten Winkel zur Substratausrichtung und darauf (d) Dehnen in der Substratausrichtung durchgeführt wird. Von bevorzugten Polymeren wird erklärt, daß sie Polyamide, lineare Polyester und Polyolefine einschließen. Vorzugsweise ist die obere Schicht ein Polypropylenschaum.The abstract of Japanese document number 47-43150 discloses a process for producing a non-woven fabric having high strength, the process being carried out by (a) uniaxially stretching a sheet or film made from a mixture of incompatible polymers, (b) laminating this sheet or film with a layer of foamed polymer, (c) stretching the laminate at right angles to the substrate orientation and then (d) stretching in the substrate orientation. Preferred polymers are stated to include polyamides, linear polyesters and polyolefins. Preferably, the top layer is a polypropylene foam.
Eine Broschüre der Shell Chemical Company mit dem Titel "KRATON® Thermoplastic Rubber" erörtert allgemein thermoplastische KRATON®-Materialien. Diese Broschüre trägt die Codebezeichnung "SC: 198-83 printed in U.S.A. 7/83 SM".A Shell Chemical Company brochure entitled "KRATON® Thermoplastic Rubber" discusses KRATON® thermoplastic materials in general. This brochure is coded "SC: 198-83 printed in U.S.A. 7/83 SM".
Der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Gegenstand ist ein neues Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes, das mit einem faserigen, nichtgewebten, gerafften Gewebe verbunden ist, und ein neues Verfahren zum Herstellen eines gerafften, nicht-gewebten Gewebes bereitzustellen, wobei die erhaltenen Materialien elastisch sind und sowohl ausgezeichnete Weichheit und Atmungsvermögen als auch ausgezeichnete Wasserabstoßungseigenschaften besitzen.The object underlying the present invention is to provide a new method for producing a nonwoven elastic composite fabric bonded to a fibrous nonwoven gathered fabric and a new method for producing a gathered nonwoven fabric, the resulting materials being elastic and having excellent softness and breathability as well as excellent water repellency properties.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel durchAccording to the present invention, this object is achieved by
(1) ein Verfahren zum Herstellen eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes, umfassend ein nicht-gewebtes, elastisches Gewebe, das mit einem faserigen, nichtgewebten, gerafften Gewebe verbunden ist, welches die folgende Stufe umfaßt:(1) a method of producing a nonwoven elastic composite fabric comprising a nonwoven elastic fabric bonded to a fibrous nonwoven gathered fabric, which comprises the following step:
(a) Bereitstellen eines nicht-gewebten, elastischen Gewebes, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin die folgenden Stufen umfaßt:(a) providing a non-woven elastic fabric, characterized in that it further comprises the following steps:
(b) Dehnen des nicht-gewebten, elastischen Gewebes von mindestens etwa 125% der entspannten Länge des nichtgewebten, elastischen Gewebes bis etwa 700% der entspannten Länge des nicht-gewebten, elastischen Gewebes;(b) stretching the nonwoven elastic fabric from at least about 125% of the relaxed length of the nonwoven elastic fabric to about 700% of the relaxed length of the nonwoven elastic fabric;
(c) Bilden eines faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes direkt auf einer Oberfläche des gedehnten, nicht-gewebten, elastischen Gewebes und Verbinden des gedehnten, faserigen, nicht gewebten, raffbaren Gewebes mit dem gedehnten, nicht gewebten, elastischen Gewebe, um ein nicht-gewebtes, elastisches Verbundgewebe zu bilden; und(c) forming a fibrous nonwoven gatherable fabric directly on a surface of the stretched nonwoven elastic fabric and bonding the stretched fibrous nonwoven gatherable fabric to the stretched nonwoven elastic fabric to form a nonwoven elastic composite fabric; and
(d) Entspannen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes, um das faserige nicht-gewebte, raffbare Gewebe zu raffen, und(d) relaxing the non-woven elastic composite fabric to gather the fibrous non-woven gatherable fabric, and
(2) ein Verfahren zum Herstellen eines gerafften, nicht-gewebten Gewebes mit elastischen Eigenschaften, umfassend die folgende Stufe:(2) a process for producing a gathered non-woven fabric having elastic properties, comprising the following step:
(a) Bereitstellen einer dehnbaren und zusammenziehbaren Formoberfläche(a) Providing an expandable and contractible mold surface
dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin die folgenden Stufen umfaßt:characterized in that it further comprises the following stages:
(b) Dehnen der Formoberfläche von mindestens etwa 125% bis etwa 700% ihrer ungedehnten Länge;(b) stretching the mold surface from at least about 125% to about 700% of its unstretched length;
(c) Bilden eines faserigen, nicht gewebten, raffbaren Gewebes direkt auf der gedehnten Formoberfläche, um das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe abtrennbar mit der gedehnten Formoberfläche zu verbinden;(c) forming a fibrous nonwoven gatherable fabric directly on the stretched mold surface to releasably bond the fibrous nonwoven gatherable fabric to the stretched mold surface;
(d) Zusammenziehen der Formoberfläche, um das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe zu raffen; und(d) gathering the forming surface to gather the fibrous, non-woven, gatherable fabric; and
(e) Trennen des gerafften, faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes von der zusammengezogenen Formoberfläche erreicht.(e) separating the gathered fibrous non-woven gatherable fabric from the gathered forming surface.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.Preferred embodiments of the present invention are presented in the dependent claims.
Die Ausdrücke "elastisch" und "elastomer" werden hier austauschbar verwendet und bedeuten jegliches Material, welches nach Anlegen einer Vorspannkraft zu einer gedehnten, vorgespannten Länge dehnbar ist, die wenigstens 125%, das heißt etwa eineinviertel seiner entspannten, nicht-vorgespannten Länge, beträgt, und welches nach Lösen der dehnenden und längenden Kraft wenigstens etwa 40% seiner Längung zurückerlangt. Ein hypothetisches Beispiel, das diese Definition eines Elastomermaterials erfüllen würde, wäre eine Probe von 2,54 cm (ein (1) Zoll) eines Materials, welches auf wenigstens 3,18 cm (1,25 Zoll) gelängt werden kann und welches, nachdem es auf 3,18 cm (1,25 Zoll) gelängt und entspannt worden ist, eine Länge von nicht mehr als 2,92 cm (1,15 Zoll) wiedererlangte. Viele elastische Materialien können um viel mehr als 25% ihrer entspannten Länge gedehnt werden und viele davon erholen sich nach dem Lösen der dehnenden, längenden Kraft im wesentlichen zu ihrer ursprünglichen entspannten Länge und diese letzte Klasse von Materialien wird im allgemeinen für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt.The terms "elastic" and "elastomeric" are used interchangeably herein and mean any material which, upon application of a prestressing force, is elongatable to an elongated, prestressed length of at least 125%, i.e., about one and one-quarter of its relaxed, non-prestressed length, and which, upon release of the stretching and elongating force, recovers at least about 40% of its elongation. A hypothetical example which would meet this definition of an elastomeric material would be a 2.54 cm (one (1) inch) sample of a material which can be elongated to at least 3.18 cm (1.25 inches) and which, after being elongated to 3.18 cm (1.25 inches) and relaxed, recovered a length of no more than 2.92 cm (1.15 inches). Many elastic materials can be stretched much more than 25% of their relaxed length and many of them recover substantially to their original relaxed length upon release of the stretching, elongating force and this last class of materials is generally preferred for the purposes of the present invention.
Wenn der Ausdruck "sich erholen" hier verwendet wird, bezieht er sich auf ein Zusammenziehen eines gedehnten Materials nach Beenden einer Vorspannkraft, das auf das Dehnen des Materials durch Anlegen der Vorspannkraft folgt. Wenn zum Beispiel ein Material mit einer entspannten, nicht-vorgespannten Länge von 2,54 cm (ein (1) Zoll) durch Dehnen auf eine Länge von 3,81 cm (eineinhalb (1,5) Zoll) um 50% gelängt würde, hätte das Material eine gedehnte Länge, welche 150% seiner entspannten Länge betrüge. Falls sich dieses beispielhafte, gedehnte Material nach dem Lösen der Vorspann- und Dehnungskraft auf eine Länge von 2,79 cm (eineinzehntel (1,1) Zoll) zusammenzöge, das heißt sich erholte, hätte sich das Material um 80% (1,02 cm (0,4 Zoll) seiner Längung erholt.When used herein, the term "recover" refers to a contraction of a stretched material upon termination of a prestressing force, following stretching of the material by application of the prestressing force. For example, if a material having a relaxed, non-prestressed length of 2.54 cm (one (1) inch) were to be elongated by 50% by stretching to a length of 3.81 cm (one and one-half (1.5) inches), the material would have a stretched length that would be 150% of its relaxed length. If this exemplary stretched material were to contract to a length of 2.79 cm (one-tenth (1.1) inch) after releasing the prestressing and stretching force, that is, the material would have recovered 80% (1.02 cm (0.4 inches)) of its elongation.
Wenn die Ausdrücke "nicht-elastisch" oder "nicht-elastomer" hier verwendet werden, beziehen sie sich auf und schließen jedes Material ein, welches nicht von den Ausdrücken "elastisch" oder "elastomer" umfaßt wird.When used herein, the terms "non-elastic" or "non-elastomeric" refer to and include any material not encompassed by the terms "elastic" or "elastomeric".
Wenn der Ausdruck "schmelzgeblasene Mikrofasern" hier verwendet wird, bezieht er sich auf Fasern mit kleinem Durchmesser, die einen durchschnittlichen Durchmesser von nicht größer als etwa 100 um, vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 0,5 um bis etwa 50 mm, bevorzugter einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 4 um bin etwa 40 um, besitzen und welche durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials durch eine Vielzahl feiner, üblicherweise kreisförmiger Düsenkapillaren als geschmolzene Garne oder Fäden in einen Hochgeschwindigkeitsgas- (z. B. Luft) strom, der die Fäden aus geschmolzenem thermoplastischem Material unter Verringern ihres Durchmessers auf den vorstehend angegebenen Bereich streckt, hergestellt wurden. Danach werden die schmelzgeblasenen Mikrofasern von dem Hochgeschwindigkeitsgasstrom mitgeführt und auf einer Auffangfläche unter Bilden eines Gewebes aus ungeordneten, schmelzgeblasenen Mikrofasern niedergeschlagen. Ein derartiges Verfahren wird zum Beispiel im US-Patent 3 849 241 an Butin offenbart und die Offenbarung dieses Patents ist hiermit durch Verweis inbegriffen.When used herein, the term "meltblown microfibers" refers to small diameter fibers having an average diameter of no greater than about 100 microns, preferably a diameter of about 0.5 microns to about 50 mm, more preferably an average diameter of about 4 microns to about 40 microns, and which have been prepared by extruding a molten thermoplastic material through a plurality of fine, usually circular, die capillaries as molten yarns or filaments into a high velocity gas (e.g., air) stream which stretches the filaments of molten thermoplastic material while reducing their diameter to the range specified above. Thereafter, the meltblown microfibers are entrained by the high velocity gas stream and deposited on a collecting surface to form a web of random meltblown microfibers. Such a process is disclosed, for example, in U.S. Patent 3,849,241 to Butin, and the disclosure of that patent is hereby incorporated by reference.
Wenn der Ausdruck "zusammengesponnene Mikrofasern" hier verwendet wird, bezieht er sich auf Fasern mit geringem Durchmesser, die einen Durchmesser nicht größer als etwa 100 um besitzen, vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 10 um bis etwa 50 um besitzen, bevorzugter einen Durchmesser von etwa 12 um bis etwa 30 um besitzen, und welche durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials als Fäden durch eine Vielzahl feiner, üblicherweise kreisförmiger Kapillaren einer Spinndüse mit einem Durchmesser der extrudierten Fäden hergestellt, welcher darauf zum Beispiel durch Herausziehen oder andere wohlbekannte Zusammenspinnmechanismen rasch verringert wird.When used herein, the term "co-spun microfibers" refers to small diameter fibers having a diameter no greater than about 100 microns, preferably having a diameter of from about 10 microns to about 50 microns, more preferably having a diameter of from about 12 microns to about 30 microns, and which are made by extruding a molten thermoplastic material as filaments through a plurality of fine, usually circular, capillaries of a spinneret having a diameter of the extruded filaments which is then rapidly reduced, for example, by draw-out or other well-known co-spinning mechanisms.
Die Herstellung zusammengesponnener nicht-gewebter Gewebe wird im US-Patent 4 340 563 an Appel veranschaulicht und die Offenbarung dieses Patents ist hiermit durch Verweis inbegriffen.The manufacture of spun-together nonwoven fabrics is illustrated in U.S. Patent 4,340,563 to Appel and the disclosure of that patent is hereby incorporated by reference.
Wenn der Ausdruck "nicht-gewebtes Gewebe" hier verwendet wird, schließt er jedes Gewebe aus Material ein, welches ohne Anwenden eines Textilwebverfahrens gebildet worden ist, das eine Struktur aus einzelnen Fasern erzeugt, welche miteinander in angebbarer, sich wiederholender Weise verwoben sind. Spezifische Beispiele nicht-gewebter Gewebe schließen ohne Begrenzung ein schmelzgeblasenes, nicht-gewebtes Gewebe, ein zusammengesponnenes, nicht-gewebtes Gewebe, einen löcherigen Film, ein mikroporöses Gewebe oder ein kardiertes Gewebe aus Stapelfasern ein. Diese nicht-gewebten Gewebe besitzen ein durchschnittliches Grundgewicht von nicht mehr als etwa 300 g/m². Vorzugsweise besitzen die nicht-gewebten Gewebe ein durchschnittliches Grundgewicht von etwa 5 g/m² bis etwa 100 g/m². Bevorzugter besitzen die nicht-gewebten Gewebe ein durchschnittliches Grundgewicht von etwa 10 g/m² bis etwa 75 g/m².When used herein, the term "nonwoven fabric" includes any web of material that has been formed without using a textile weaving process that creates a structure of individual fibers interwoven with one another in a specifiable, repeating manner. Specific examples of nonwoven fabrics include, without limitation, a meltblown nonwoven fabric, a spunbond nonwoven fabric, an apertured film, a microporous fabric, or a carded staple fiber fabric. These nonwoven fabrics have an average basis weight of no more than about 300 gsm. Preferably, the nonwoven fabrics have an average basis weight of from about 5 gsm to about 100 gsm. More preferably, the nonwoven fabrics have an average basis weight of from about 10 gsm to about 75 gsm.
Wenn der Ausdruck "im wesentlichen bestehend aus" hier verwendet wird, schließt er die Anwesenheit zusätzlicher Materialien, welche die elastomeren Eigenschaften und Merkmale einer vorgegebenen Zusammensetzung nicht merklich beeinflussen, nicht aus. Beispielhafte Materialien dieser Art schließen Pigmente, Antioxidantien, Stabilisatoren, Tenside, Wachse, Fließförderer, fegte Lösungsmittel, teilchenförmiges Material und Materialien ein, die zum Erhöhen der Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung zugesetzt wurden.When used herein, the term "consisting essentially of" does not exclude the presence of additional materials that do not appreciably affect the elastomeric properties and characteristics of a given composition. Exemplary materials of this type include pigments, antioxidants, stabilizers, surfactants, waxes, flow enhancers, swept solvents, particulate material, and materials added to increase the processability of the composition.
Wenn der Ausdruck "Styrolteil" hier verwendet wird, bedeutet er eine monomere Einheit, welche durch die Formel: When used herein, the term "styrene moiety" means a monomeric unit represented by the formula:
dargestellt wird.is pictured.
Solange nicht besonders angegeben und definiert oder anderweitig eingeschränkt, schließen die hier verwendeten Ausdrücke "Polymer" oder "Polymerharz" üblicherweise zum Beispiel Homopolymere, Copolymere, wie etwa zum Beispiel Block-, Pfropf-, ungeordnete und alternierende Copolymere und Terpolymere und deren Mischungen und Abwandlungen ein. Solange nicht anderweitig besonders beschränkt, sollen die Ausdrücke "Polymer" oder "Polymerharz" alle möglichen geometrischen Konfigurationen des Materials umfassen. Diese Konfigurationen schließen zum Beispiel isotaktische, syndiotaktische und zufällige Symmetrien ein.Unless specifically stated and defined or otherwise limited, the terms "polymer" or "polymer resin" as used herein typically include, for example, homopolymers, copolymers such as, for example, block, graft, random and alternating copolymers and terpolymers, and blends and variations thereof. Unless specifically limited otherwise, the terms "polymer" or "polymer resin" are intended to encompass all possible geometric configurations of the material. These configurations include, for example, isotactic, syndiotactic and random symmetries.
Ein wichtiges Merkmal des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist, daß das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe direkt auf einer Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet wird, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe in einem gedehnten, nicht-vorgespannten und gelängten Zustand gehalten wird.An important feature of the process of the present invention is that the fibrous nonwoven gatherable fabric is formed directly on a surface of the nonwoven elastic fabric while the nonwoven elastic fabric is maintained in a stretched, non-biased and elongated state.
Das nicht-gewebte, elastische Gewebe kann zum Beispiel durch ein Schmelzblasverfahren oder irgendein anderes Verfahren zum Bilden eines nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet werden. Zum Beispiel kann das nicht-gewebte, elastische Gewebe im Gegensatz zu einem schmelzgeblasenen, faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebe ein Gewebe aus einem elastischen, löcherigen Film sein. Das gebildete nicht-gewebte, elastische Gewebe besitzt eine normale, entspannte, ungedehnte, nichtvorgespannte Länge. Danach wird das nicht-gewebte, elastische Gewebe dadurch gelängt, daß es gedehnt wird.The nonwoven elastic fabric may be formed, for example, by a meltblowing process or any other process for forming a nonwoven elastic fabric. For example, the nonwoven elastic fabric may be a web of elastic foraminous film as opposed to a meltblown fibrous nonwoven elastic fabric. The formed nonwoven elastic fabric has a normal, relaxed, unstretched, non-prestressed length. Thereafter, the nonwoven elastic fabric is elongated by being stretched.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe zum Beispiel entweder durch ein Schmelzblas- oder Zusammenspinnverfahren oder irgendein anderes Verfahren zum Bilden eines faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes direkt auf der Oberfläche des nicht-gewebten Gewebes gebildet, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe in seiner gelängten, gedehnten und vorgespannten Länge gehalten wird.In a subsequent process step, the fibrous nonwoven gatherable web is formed directly on the surface of the nonwoven web, for example, by either a meltblowing or spinning process or any other process for forming a fibrous nonwoven gatherable web, while maintaining the nonwoven elastic web in its elongated, stretched and prestressed length.
Da das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe direkt auf der Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet wird, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe in seiner gedehnten, vorgespannten Länge gehalten wird, wird das nichtgewebte, elastische Gewebe in dieser Verfahrensstufe gelängt, gedehnt und vorgespannt und das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe befindet sich in einem ungerafften, aber raffbaren Zustand.Since the fibrous nonwoven gatherable fabric is formed directly on the surface of the nonwoven elastic fabric while the nonwoven elastic fabric is kept in its stretched pre-tensioned length, the nonwoven elastic fabric is elongated, stretched and pre-tensioned in this process step and the fibrous nonwoven gatherable fabric is in an unshirred but gatherable state.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verbinden des faserigen, nicht-gewebten raffbaren Gewebes mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe durch Wärmeverbinden unter Verschmelzen der beiden Gewebe miteinander erreicht. Das Wärmeverbinden kann innerhalb des Temperaturbereichs von etwa 50ºC unter der Schmelztemperatur wenigstens eines der zum Bilden wenigstens eines der beiden Gewebe verwendeten Materialien bis etwa-der Schmelztemperatur wenigstens eines der zum Bilden wenigstens eines der beiden Gewebe verwendeten Materialien durchgeführt werden. Bei hohen Durchsatzraten kann das Wärmeverbinden über der Schmelztemperatur eines oder mehrerer der zum Bilden der Gewebe verwendeten Materialien ausgeführt werden. Das Wärmeverbinden kann auch unter geeigneten herkömmlichen Bedingungen unter Druck durchgeführt werden. Gewünschtenfalls können herkömmliche Schallverbindungstechniken die Wärmeverbindungsschritte ersetzen.In one embodiment of the present invention, the bonding of the fibrous nonwoven gatherable fabric to the nonwoven elastic fabric is accomplished by heat bonding to fuse the two fabrics together. The heat bonding may be performed within the temperature range of about 50°C below the melting temperature of at least one of the materials used to form at least one of the two fabrics to about the melting temperature of at least one of the materials used to form at least one of the two fabrics. At high throughput rates, the heat bonding may be performed above the melting temperature of one or more of the materials used to form the fabrics. The heat bonding may also be performed under suitable conventional conditions under pressure. If desired, conventional sonic bonding techniques may replace the heat bonding steps.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verbinden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes mit dem gedehnten, nicht-gewebten, elastischen Gewebe allein durch das Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe während der Bildung des faserigen, raffbaren Gewebes auf der Oberfläche des elastischen Gewebes erreicht. Falls das nicht-gewebte, elastische Gewebe ein faseriges, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe ist, das zum Beispiel durch Schmelzblasen gebildet wurde, wird das Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe durch Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, raffbaren Gewebes mit den einzelnen Fasern des faserigen elastischen Gewebes erreicht. Falls das nicht-gewebte, elastische Gewebe ein Film mit Löchern ist, wird das Verbinden des faserigen, nicht-gewebten Gewebes mit dem Film durch Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, raffbaren Gewebes innerhalb der Löcher des Films erreicht.In another embodiment of the present invention, the bonding of the fibrous nonwoven gatherable fabric to the stretched nonwoven elastic fabric is achieved solely by interlocking the individual fibers of the fibrous nonwoven gatherable fabric with the nonwoven elastic fabric during formation of the fibrous gatherable fabric on the surface of the elastic fabric. If the nonwoven elastic fabric is a fibrous nonwoven elastic fabric formed, for example, by melt blowing, the interlocking of the individual fibers of the fibrous nonwoven gatherable fabric with the fibrous nonwoven elastic fabric is achieved by interlocking the individual fibers of the fibrous gatherable fabric with the individual fibers of the fibrous elastic fabric. If the nonwoven elastic fabric is a film with holes, the bonding of the fibrous nonwoven fabric to the film is achieved by hooking the individual fibers of the fibrous gatherable fabric within the holes of the film.
In noch einer weiteren, nachstehend erörterten Ausführungsform wird das Verbinden der beiden Gewebe miteinander ferner durch Bilden des nicht-gewebten, elastischen Gewebes aus einem klebenden, elastischen Material erreicht.In yet another embodiment discussed below, the bonding of the two fabrics together is further accomplished by forming the non-woven elastic fabric from an adhesive elastic material.
In allen Ausführungsformen des vorliegenden Verfahrens kann das Verbinden der beiden Gewebe miteinander durch Anwenden von Druck auf die beiden Gewebe, nachdem das raffbare Gewebe auf der Oberfläche des elastischen Gewebes gebildet worden ist, weiter verstärkt werden. Auch kann in jeder Ausführungsform das Verbinden der beiden Netze durch Aufbringen eines klebenden Materials auf die obere Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes vor der Bildung des faserigen, nichtgewebten, raffbaren Gewebes darauf weiter verbessert werden.In all embodiments of the present method, the bonding of the two webs together can be further enhanced by applying pressure to the two webs after the gatherable web has been formed on the surface of the elastic web. Also, in each embodiment, the bonding of the two webs can be further enhanced by applying an adhesive material to the upper surface of the nonwoven elastic web prior to forming the fibrous nonwoven gatherable web thereon.
Nach dem das Verbinden der beiden Gewebe miteinander unter Bilden eines elastischen Verbundgewebes vollendet wurde, wird die Vorspannkraft von dem nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebe entfernt und man läßt das elastische Verbundgewebe zu seiner normalen, entspannten, nicht-vorgespannten Länge entspannen. Da das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe verbunden ist, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe gedehnt ist, führt das Entspannen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes dazu, daß das raffbare Gewebe mit dem sich zusammenziehenden nichtgewebten, elastischen Gewebe mitgeführt wird und auf diese Weise gerafft wird.After the bonding of the two fabrics together to form an elastic composite fabric has been completed, the pre-tensioning force is removed from the non-woven elastic composite fabric and the elastic composite fabric is allowed to relax to its normal, relaxed, non-pre-tensioned length. Since the fibrous non-woven gatherable fabric is bonded to the non-woven elastic fabric while the non-woven elastic fabric is stretched, relaxing the non-woven elastic composite fabric results in the gatherable fabric being carried along with the contracting non-woven elastic fabric and thus being gathered.
Nachdem das Raffen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes durch Verringern der Vorspannkraft auf das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe stattgefunden hat, kann das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe zur Lagerung und zum Versand zu Rollen aufgerollt werden. Das elastische Verbundgewebe kann danach zum Bilden einer breiten Spanne von Produkten, wie etwa zum Beispiel eine Deckschicht für ein Tuch, verwendet werden.After gathering the fibrous non-woven gatherable fabric by reducing the pre-tensioning force on the non-woven elastic composite fabric, the non-woven elastic composite fabric can be rolled up into rolls for storage and shipping. The elastic composite fabric can then be used to form a wide range of products, such as a covering layer for a cloth.
Wahlweise kann das geraffte, nicht-gewebte Gewebe, nachdem es durch die Rückziehkräfte des nicht-gewebten, elastischen Gewebes gerafft worden ist, von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe getrennt werden. Bei dieser Ausführungsform kann das geraffte, nicht-gewebte Gewebe allein oder in Verbindung mit einer Vielfalt anderer Gewebe oder Filmmaterialien unter Bilden zahlreicher verschiedener Produkte verwendet werden. Interessanterweise behält das getrennte, geraffte, nicht-gewebte Gewebe einen wesentlichen Grad seines gerafften Aufbaus zurück und zeigt auch elastische Eigenschaften. Das geraffte, nichtgewebte Gewebe kann, wie vorstehend erörtert, in raffbarem Zustand direkt auf der Oberfläche des elastischen, nicht-gewebten Gewebes gebildet werden, wobei das elastische, nicht-gewebte Gewebe sich in einem gestreckten Zustand befindet.Optionally, the gathered nonwoven fabric may be separated from the nonwoven elastic fabric after it has been gathered by the retracting forces of the nonwoven elastic fabric. In this embodiment, the gathered nonwoven fabric may be used alone or in conjunction with a variety of other fabrics or film materials to form numerous different products. Interestingly, the separated gathered nonwoven fabric retains a substantial degree of its gathered structure and also exhibits elastic properties. The gathered nonwoven fabric may be formed in a gatherable state directly on the surface of the elastic nonwoven fabric, as discussed above, with the elastic nonwoven fabric in a stretched state.
Bei seiner Bildung auf der Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes wird das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe abtrennbar mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe verbunden, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe in seiner gestreckten, gedehnten, vorgespannten Länge gehalten wird. Dies hat die Bildung eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes zur Folge, welches das nicht-gewebte, elastische Gewebe und das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe einschließt, wobei das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe abtrennbar mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe verbunden ist. Da das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe direkt auf der Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet wird, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe in seiner gestreckten, gedehnten, vorgespannten Länge gehalten wird, wird das nicht-gewebte, elastische Gewebe auf dieser Verfahrensstufe gestreckt, gedehnt und vorgespannt und das faserige, nichtgewebte, raffbare Gewebe befindet sich in einem ungerafften, aber raffbaren Zustand.When formed on the surface of the nonwoven elastic fabric, the fibrous nonwoven gatherable fabric is detachably bonded to the nonwoven elastic fabric while the nonwoven elastic fabric is held in its stretched, extended, pre-tensioned length. This results in the formation of a nonwoven elastic composite fabric including the nonwoven elastic fabric and the fibrous nonwoven gatherable fabric, the fibrous nonwoven gatherable fabric being detachably bonded to the nonwoven elastic fabric. Since the fibrous nonwoven gatherable fabric is formed directly on the surface of the nonwoven elastic fabric while the nonwoven elastic fabric is kept in its stretched, elongated, prestressed length, the nonwoven elastic fabric is stretched, elongated and prestressed at this stage of the process and the fibrous nonwoven gatherable fabric is in an unshirred but gatherable state.
Die abtrennbare Verbindung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes mit dem gestreckten, gedehnten, nicht-gewebten, elastischen Gewebe wird durch das Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes mit dem nichtgewebten, elastischen Gewebe während der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes auf der Oberfläche des nichtgewebten, elastischen Gewebes erreicht. Falls das nicht-gewebte, elastische Gewebe ein faseriges, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe ist, das zum Beispiel durch Schmelzblasen gebildet wurde, wird die abtrennbare Verbindung des faserigen, nichtgewebten, raffbaren Gewebes mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe durch Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, raffbaren Gewebes mit den einzelnen Fasern des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes erreicht. Falls das nicht-gewebte, elastische Gewebe ein durchlöcherter Film ist, wird die abtrennbare Verbindung des faserigen nicht-gewebten Gewebes mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe durch Verhaken der einzelnen Fasern des faserigen, raffbaren Gewebes innerhalb der Löcher des durchlöcherten Films erreicht.The separable connection of the fibrous nonwoven gatherable fabric to the stretched, extended nonwoven elastic fabric is achieved by interlocking the individual fibers of the fibrous nonwoven gatherable fabric with the nonwoven elastic fabric during the formation of the fibrous nonwoven gatherable fabric on the surface of the nonwoven elastic fabric. If the nonwoven elastic fabric is a fibrous nonwoven elastic fabric formed, for example, by melt blowing, the separable connection of the fibrous nonwoven gatherable fabric to the fibrous nonwoven elastic fabric is achieved by interlocking the individual fibers of the fibrous gatherable fabric with the individual fibers of the fibrous nonwoven elastic fabric. If the non-woven elastic fabric is a perforated film, the separable connection of the fibrous non-woven fabric to the non-woven elastic fabric is achieved by hooking the individual fibers of the fibrous gatherable fabric within the holes of the perforated film.
Nachdem die abtrennbare Verbindung der beiden Gewebe miteinander unter Bilden des elastischen Verbundgewebes ausgeführt wurde, wird die Vorspannkraft von dem nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebe gelöst und man läßt das elastische Verbundgewebe sich zu seiner normalen, zusammengezogenen, vorgespannten Länge zusammenziehen, was dem Zusammenziehen des gedehnten nicht-gewebten, elastischen Gewebe zuzuschreiben ist. Da das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe abtrennbar mit dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe verbunden ist, während das nicht-gewebte, elastische Gewebe gestreckt und gedehnt ist, hat das Zusammenziehen des nicht-gewebten, elastischen Gewebes zur Folge, daß das raffbare Gewebe mit dem sich zusammenziehenden nicht-gewebten, elastischen Gewebe mitgeführt wird und auf diese Weise auf der Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes gerafft wird.After the two fabrics are separably joined together to form the composite elastic fabric, the prestressing force is released from the composite elastic nonwoven fabric and the composite elastic fabric is allowed to contract to its normal contracted prestressed length, which is attributable to the contraction of the stretched nonwoven elastic fabric. Since the fibrous nonwoven gatherable fabric is separably joined to the nonwoven elastic fabric while the nonwoven elastic fabric is stretched and extended, the contraction of the nonwoven elastic fabric results in the gatherable fabric being carried along with the contracting nonwoven elastic fabric and thus being gathered on the surface of the composite elastic nonwoven fabric.
Nachdem das Raffen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes durch Verringern der Vorspannkraft auf das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe stattgefunden hat, wird das geraffte, faserige, nicht-gewebte Gewebe von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe abgetrennt und das geraffte Gewebe kann zum Beispiel zur Lagerung aufgerollt werden. Nach dem Abtrennen des faserigen, nicht-gewebten, gerafften Gewebes von dem nichtgewebten, elastischen Gewebe kann das nicht-gewebte, elastische Gewebe erneut als Formoberfläche verwendet werden.After gathering of the fibrous non-woven gatherable fabric has taken place by reducing the pre-tensioning force on the non-woven elastic composite fabric, the gathered fibrous nonwoven fabric is separated from the nonwoven elastic fabric and the gathered fabric can be rolled up for storage, for example. After separating the fibrous nonwoven gathered fabric from the nonwoven elastic fabric, the nonwoven elastic fabric can be reused as a molding surface.
Nach seiner Abtrennung von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe behält das faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe eine geraffte Anordnung und nach Anwendung einer Dehnungs- und Vorspannkraft in der Richtung, in welcher das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe gerafft wurde, dehnt sich das geraffte Gewebe in dem Maß, wie es die Raffung erlaubt. Bedeutsamerweise zieht sich das gestreckte, faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe nach dem Lösen der Dehnungs- und Vorspannkraft im wesentlichen zur gerafften Anordnung und Länge zurück, welche es nach seiner Abtrennung von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe besaß. Das heißt, daß das faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe elastische Merkmale und Eigenschaften zeigt. Die Tatsache, daß das geraffte Gewebe nach seiner Abtrennung von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe eine geraffte Anordnung behält, ist überraschend. Es ist jedoch noch überraschender, daß das abgetrennte, faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe, nachdem es auf eine verlängerte Länge gedehnt worden ist, elastische Eigenschaften, wie etwa Erholung auf wenigstens etwa 40% seiner Längung, zeigt. Das heißt, das abgetrennte, faserige, nicht-gewebte Gewebe zeigt wie hier definierte elastische oder elastomere Eigenschaften. Tatsächlich ist gefunden worden, daß das faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe diese elastischen Eigenschaften sogar dann zeigt, wenn das faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe aus einem nicht-elastischen Material, wie etwa Polypropylen, gebildet wurde.After its separation from the nonwoven elastic fabric, the fibrous nonwoven gathered fabric retains a gathered configuration and upon application of a stretching and pre-tensioning force in the direction in which the fibrous nonwoven gatherable fabric was gathered, the gathered fabric stretches to the extent that the gathering allows. Importantly, after the stretching and pre-tensioning force is released, the stretched fibrous nonwoven gathered fabric essentially returns to the gathered configuration and length it had after its separation from the nonwoven elastic fabric. That is, the fibrous nonwoven gathered fabric exhibits elastic characteristics and properties. The fact that the gathered fabric retains a gathered configuration after being separated from the nonwoven elastic fabric is surprising. However, it is even more surprising that the separated fibrous nonwoven gathered fabric, after being stretched to an elongated length, exhibits elastic properties such as recovery to at least about 40% of its elongation. That is, the separated fibrous nonwoven fabric exhibits elastic or elastomeric properties as defined herein. In fact, the fibrous nonwoven gathered fabric has been found to exhibit these elastic properties even when the fibrous nonwoven gathered fabric was formed from a nonelastic material such as polypropylene.
Vorzugsweise schließt das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe wenigstens ein schmelzgeblasenes, faseriges, nichtgewebtes Gewebe ein. Alternative Verfahren, welche beim Bilden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes verwendet werden können, schließen das Zusammenspinnen oder jedes andere Verfahren zum Bilden eines faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes ein. Das raffbare, faserige, nicht-gewebte Gewebe kann vollständig aus einem nicht-elastischen Material oder aus einem Gemisch eines oder mehrerer nicht-elastischer Materialien gebildet sein. Das geraffte, faserige, nicht-gewebte Gewebe kann jedoch aus Mischungen eines oder mehrerer nichtelastischer Materialien mit einem oder mehreren elastischen Materialien oder aus einem oder mehreren elastischen Materialien gebildet sein. Nicht-elastische Materialien zum Bilden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes schließen nicht-elastische Polyestermaterialien, nichtelastische Polyolefinmaterialien oder Gemische eines oder mehrerer nicht-elastischer Polyestermaterialien mit einem oder mehreren nicht-elastischen Polyolefinmaterialien ein. Ein beispielhaftes nicht-elastisches Polyestermaterial ist Polyethylenterephthalat. Ein beispielhaftes nicht-elastisches Polyolefin ist ein nicht-elastisches Polypropylen, welches unter der Handelsbezeichnung PF 301 erhalten werden kann.Preferably, the fibrous nonwoven gatherable web includes at least one meltblown fibrous nonwoven web. Alternative processes which may be used in forming the fibrous nonwoven gatherable web include spinning or any other Methods for forming a fibrous nonwoven gatherable fabric. The gatherable fibrous nonwoven fabric may be formed entirely from a non-elastic material or from a blend of one or more non-elastic materials. However, the gathered fibrous nonwoven fabric may be formed from blends of one or more non-elastic materials with one or more elastic materials or from one or more elastic materials. Non-elastic materials for forming the fibrous nonwoven gatherable fabric include non-elastic polyester materials, non-elastic polyolefin materials, or blends of one or more non-elastic polyester materials with one or more non-elastic polyolefin materials. An exemplary non-elastic polyester material is polyethylene terephthalate. An exemplary non-elastic polyolefin is a non-elastic polypropylene which can be obtained under the trade designation PF 301.
Wahlweise kann die Notwendigkeit nach dem elastischen, nichtgewebten Gewebe beseitigt werden, indem das geraffte, nichtgewebte Gewebe direkt in einem raffbaren Zustand auf einer streckbaren und zusammenziehbaren Oberfläche, wie etwa zum Beispiel ein streckbarer und zurückziehbarer Maschenfilm, wie in dem zweiten Verfahren der vorliegenden Erfindung, gebildet wird.Alternatively, the need for the elastic nonwoven fabric can be eliminated by directly forming the gathered nonwoven fabric in a gatherable state on a stretchable and contractable surface such as, for example, a stretchable and retractable mesh film as in the second method of the present invention.
In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird ein klebendes, faseriges, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe zum Beispiel durch Schmelzblasen von Mikrofasern aus einem klebenden, elastischen Material, wie etwa zum Beispiel einem A-B-A'-Blockcopolymer oder Gemischen derartiger A-B-A' -Blockcopolymere mit Poly(alpha-methylstyrol) gebildet, worin A und A' jeweils thermoplastische Polystyrol- oder Polystyrolhomologenendblöcke sind und B ein elastischer Polyisoprenmittelblock ist. In einigen Ausführungsformen kann A derselbe thermoplastische Polystyrol- oder Polystyrolhomologenendblock wie A' sein. Das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe wird darauf gelängt, indem es auf eine verlängerte, gedehnte Länge gedehnt wird, und ein faseriges, nicht-gewebtes, raffbares Gewebe wird zum Beispiel durch Schmelzblasen oder Zusammenspinnen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes direkt auf eine Oberfläche des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet, während das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe bei seiner gedehnten Länge gehalten wird. Als Ergebnis der Tatsache, daß das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe klebend ist, wird das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe gleichzeitig auf der Oberfläche des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet und mit dessen Oberfläche verbunden. Aus dieser Ausführungsform ergibt sich die Bildung eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes mit einem ungerafften, faserigen, raffbaren Gewebe, das klebend mit dem klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe verbunden ist, wobei die Verbindung der beiden Gewebe miteinander-durch die klebende Verbindung erreicht wird, welche während der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes auf der Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes stattfindet. Die klebende Bindung der beiden Gewebe miteinander kann durch Anwendung von Druck auf das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe durch Führen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes durch den Spalt zwischen Walzen erhöht werden, welche unbeheizt sein können, nachdem das Verbundgewebe gebildet worden ist, aber bevor man das faserige, klebende, nicht-gewebte, elastische Gewebe sich erholen läßt. Die klebende Verbindung kann durch Aufbringen eines klebenden Materials auf die Oberfläche des klebenden, faserigen nicht-gewebten, elastischen Materials vor der Bildung des raffbaren Gewebes darauf weiter verstärkt werden.In a particular embodiment of the process of the present invention, an adhesive fibrous nonwoven elastic web is formed, for example, by melt blowing microfibers of an adhesive elastic material such as, for example, an AB-A' block copolymer or blends of such ABA' block copolymers with poly(alpha-methylstyrene), wherein A and A' are each thermoplastic polystyrene or polystyrene homolog endblocks and B is an elastic polyisoprene midblock. In some embodiments, A may be the same thermoplastic polystyrene or polystyrene homolog endblock as A'. The adhesive fibrous nonwoven elastic web is then elongated by being rolled onto an elongated, stretched length, and a fibrous nonwoven gatherable fabric is formed, for example, by meltblowing or spinning the fibrous nonwoven gatherable fabric directly onto a surface of the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric while the fibrous nonwoven elastic fabric is maintained at its stretched length. As a result of the fact that the fibrous nonwoven elastic fabric is adhesive, the fibrous nonwoven gatherable fabric is simultaneously formed on the surface of the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric and bonded to the surface thereof. This embodiment results in the formation of a nonwoven elastic composite web having an unshirred fibrous gatherable web adhesively bonded to the adhesive fibrous nonwoven elastic web, the bonding of the two webs together being achieved by the adhesive bond which occurs on the surface of the fibrous nonwoven elastic web during formation of the fibrous nonwoven gatherable web. The adhesive bonding of the two webs together can be enhanced by applying pressure to the nonwoven elastic composite web by passing the nonwoven elastic composite web through the nip between rollers which may be unheated after the composite web has been formed but before allowing the fibrous adhesive nonwoven elastic web to recover. The adhesive bond can be further enhanced by applying an adhesive material to the surface of the adhesive fibrous nonwoven elastic material prior to formation of the gatherable web thereon.
Dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe wird anschließend gestattet, sich zu seiner normalen, entspannten, nicht-vorgespannten Länge zu entspannen. Da das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe mit dem klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe verbunden wurde, während sich das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe in einem gedehnten Zustand befand, führt das Entspannen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes und damit des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes dazu, daß das raffbare Gewebe mit dem sich zusammenziehenden faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe mitgeführt wird und auf diese Weise gerafft wird.The nonwoven elastic fabric is then allowed to relax to its normal, relaxed, non-prestressed length. Since the fibrous nonwoven gatherable fabric was bonded to the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric while the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric was in a stretched state, relaxing the composite nonwoven elastic fabric and hence the adhesive fibrous non-woven elastic fabric results in the gatherable fabric being carried along with the contracting fibrous non-woven elastic fabric and thus being gathered.
Nachdem das Raffen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes stattgefunden hat, kann das nicht-gewebte, elastische Gewebe zur Lagerung und zum Versand zu Rollen aufgerollt werden. Um ein Anhaften der freiliegenden Seite des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes nach dem Aufrollen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes zu vermeiden, ist es bevorzugt, daß vor dem Raffungsschritt ein zweites faseriges, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe auf die freiliegende Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes aufgebracht wird. Wahlweise kann Fleischeinwickelpapier entweder vor oder nach dem Raffen des raffbaren Gewebes auf die freiliegende klebende Oberfläche des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes aufgebracht und später vor der Verwendung des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes entfernt werden.After gathering of the fibrous nonwoven gatherable fabric has occurred, the nonwoven elastic fabric can be rolled into rolls for storage and shipping. To avoid sticking of the exposed side of the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric after rolling of the nonwoven elastic composite fabric, it is preferred that a second fibrous nonwoven elastic fabric be applied to the exposed surface of the fibrous nonwoven elastic fabric prior to the gathering step. Optionally, meat wrapping paper can be applied to the exposed adhesive surface of the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric either prior to or after gathering of the gatherable fabric and later removed prior to use of the nonwoven elastic composite fabric.
Beispielhafte Elastomermaterialien zur Verwendung bei der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes schließen Polyester-Elastomermaterialien, Polyurethan- Elastomermaterialien und Polyamid-Elastomermaterialien ein u Andere Elastomermaterialien zur Verwendung bei der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes schließen (a) A- B-A'-Blockcopolymere, worin A und A' jeweils ein thermoplastischer Polymerendblock sind, welcher einen Styrolteil einschließt und worin A derselbe thermoplastische Polymerendblock wie A' sein kann, wie etwa ein Poly(vinylaren), und worin B ein Polymer-Elastomermittelblock ist, wie etwa ein konjugiertes Dien oder ein niederes Alken oder (b) Gemische aus einem oder mehreren Polyolefinen oder Poly(alpha-methylstyrol) mit A-B-A'- Blockcopolymeren, worin A und A' jeweils ein thermoplastischer Polymerendblock sind, welcher einen Styrolteil einschließt, worin A derselbe thermoplastische Polymerendblock wie A' sein kann, wie etwa ein Poly(vinylaren) und worin B ein Polymer- Elastomermittelblock wie etwa ein konjugiertes Dien oder ein niederes Alken ist, ein. Die A- und A'-Endblöcke können aus der Polystyrol und Polystyrolhomologe einschließenden Gruppe ausgewählt sein, und der B-Mittelblock kann aus der Polyisopren, Polybutadien oder Poly(ethylen-butylen) einschließenden Gruppe ausgewählt sein. Wenn A und A' aus der Polystyrol oder Polystyrolhomologe einschließenden Gruppe ausgewählt sind und B Poly(ethylen-butylen) ist, sind Materialien, welche mit diesen Blockcopolymeren gemischt werden können, Polymere, einschließlich Copolymere von Ethylen, Propylen, Buten, andere niedere Alkene oder eines oder mehrere dieser Materialien. Wenn A und A' aus der Polystyrol oder Polystyrolhomologe einschließenden Gruppe ausgewählt sind und B ein Polyisoprenmittelblock ist, ist Poly(alpha-methylstyrol) ein Material zum Mischen mit diesem Typ von Blockcopolymer.Exemplary elastomeric materials for use in forming the fibrous nonwoven elastic web include polyester elastomeric materials, polyurethane elastomeric materials, and polyamide elastomeric materials. Other elastomeric materials for use in forming the fibrous nonwoven elastic web include (a) A-B-A' block copolymers, wherein A and A' are each a thermoplastic polymer endblock including a styrene moiety and wherein A may be the same thermoplastic polymer endblock as A', such as a poly(vinylarene), and wherein B is a polymer elastomer midblock such as a conjugated diene or a lower alkene, or (b) blends of one or more polyolefins or poly(alpha-methylstyrene) with AB-A' block copolymers, wherein A and A' are each a thermoplastic polymer endblock including a styrene moiety, wherein A may be the same thermoplastic polymer endblock as A', such as such as a poly(vinylarene) and wherein B is a polymer elastomer midblock such as a conjugated diene or a lower alkene. The A and A' end blocks can be selected from the group including polystyrene and polystyrene homologues, and the B midblock can be selected from the group including polyisoprene, polybutadiene, or poly(ethylene-butylene). When A and A' are selected from the group including polystyrene or polystyrene homologues, and B is poly(ethylene-butylene), materials that can be blended with these block copolymers are polymers including copolymers of ethylene, propylene, butene, other lower alkenes, or one or more of these materials. When A and A' are selected from the group including polystyrene or polystyrene homologues, and B is a polyisoprene midblock, poly(alpha-methylstyrene) is a material for blending with this type of block copolymer.
Vorzugsweise schließt das raffbare Gewebe wenigstens ein faseriges, nicht-gewebtes Gewebe ein, das nicht-elastische Fasern einschließt, die durch Schmelzblasen, Zusammenspinnen oder irgendein anderes Verfahren zum Bilden eines faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes gebildet sein können. Bevorzugte Materialien zum Bilden des raffbaren Gewebes schließen Polyestermaterialien, Polyolefinmaterialien oder Mischungen eines oder mehrerer Polyestermaterialien mit einem oder mehreren Polyolefinmaterialien ein. Ein beispielhaftes Polyestermaterial ist Polyethylenterephthalat. Ein beispielhaftes Polyolefinmaterial ist Polypropylen.Preferably, the gatherable fabric includes at least one fibrous nonwoven fabric including non-elastic fibers that may be formed by meltblowing, co-spinning or any other process for forming a fibrous nonwoven gatherable fabric. Preferred materials for forming the gatherable fabric include polyester materials, polyolefin materials, or blends of one or more polyester materials with one or more polyolefin materials. An exemplary polyester material is polyethylene terephthalate. An exemplary polyolefin material is polypropylene.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, welche einen Weg zum Durchführen des Verfahrens einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.Fig. 1 is a schematic view illustrating a way of performing the method of one of the embodiments of the present invention.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, welche einen Weg zum Durchführen des Verfahrens einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.Fig. 2 is a schematic view illustrating a way of performing the method of another embodiment of the present invention.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, welche einen Weg zum Durchführen des Verfahrens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wo das geraffte Gewebe von dem elastischen Gewebe abgetrennt wird.Fig. 3 is a schematic view showing a way of carrying out the method of an embodiment of the present Invention illustrates where the gathered fabric is separated from the elastic fabric.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, welche einen weiteren Weg zum Durchführen des Verfahrens einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wo das geraffte Gewebe von dem elastischen Gewebe abgetrennt wird.Fig. 4 is a schematic view illustrating another way of performing the method of another embodiment of the present invention where the gathered fabric is separated from the elastic fabric.
Fig. 5 ist eine Draufsicht von oben eines nicht-vorgespannten und zurückgezogenen, dehnbaren und zurückziehbaren Formfilms, welcher als ein Formfilm in dem in Fig. 4 veranschaulichten Verfahren verwendet werden kann.Figure 5 is a top plan view of a non-biased and retracted, stretchable and retractable forming film which can be used as a forming film in the process illustrated in Figure 4.
Fig. 6 ist eine Draufsicht von oben der dehnbaren und zurückziehbaren Formfolie von Fig. 5 in der vorgespannten, gelängten Anordnung.Figure 6 is a top plan view of the stretchable and retractable forming film of Figure 5 in the pre-stressed, elongated configuration.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht noch eines weiteren Wegs zum Durchführen des Verfahrens noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wo die beiden gerafften Gewebe von dem elastischen Gewebe abgetrennt werden.Fig. 7 is a schematic view of yet another way of performing the method of yet another embodiment of the present invention where the two gathered fabrics are separated from the elastic fabric.
Wenn sich nun den Figuren, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Strukturen bedeuten, und insbesondere Fig. 1 zugewandt wird, ist zu erkennen, daß schmelzgeblasene Mikrofasern 10, die durch eine herkömmliche Schmelzblasdüse 12 gebildet werden, auf einer porösen Auffangfolie 14, welche sich wie durch die Pfeile 16 in Fig. 1 angezeigt über die Walzen 18 und 20 bewegt, aufgefangen werden. Das Material, das zum Bilden der schmelzgeblasenen Mikrofasern 10 verwendet wird, ist aus Gründen, welche nachstehend deutlich werden, ein Elastomermaterial. Die poröse Auffangfolie 14 wird durch die sich drehenden Walzen 18 und 20 angetrieben, welche ihrerseits von einer herkömmlichen Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) angetrieben werden. Aus Gründen der Klarheit wird eine herkömmliche Vakuumkammer, welche zwischen den Walzen 18 und 20 und unter der unteren Oberfläche des oberen Teils des Films 14 angebracht ist, ebenfalls nicht gezeigt. Die Vakuumkammer unterstützt den Rückhalt der Mikrofasern 10 auf der oberen Oberfläche des Films 14. Wenn die schmelzgeblasenen Mikrofasern 10 auf der sich bewegenden Auffangfolie 14 abgesetzt werden, verhaken sie sich und hängen unter Bilden eines zusammenhängenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 aneinander. Das verhakte, zusammenhängende, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 wird durch die poröse Auffangfolie 14 zur Klemmstelle oder zum Quetschspalt 24 zwischen der sich drehenden Walze 20 und einer sich drehenden Quetschwalze 26 geführt. Die Klemmstelle oder der Quetschspalt 24 zwischen den beiden Walzen 20 und 26 wird so eingestellt, daß die Walzen 20 und 26 das faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe 22 fest umfassen, ohne das Gewebe 22 nachteilig zu beeinflussen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen 20 und 26 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 20 und 26 im wesentlichen dieselbe wie die Geschwindigkeit der sich bewegenden, porösen Auffangfolie 14 ist. Wenn die schmelzgeblasenen Mikrofasern 10 nach dem Ablegen auf der Oberfläche der porösen Folie 14 ungenügend miteinander zusammenhängen, um ein zusammenhängendes Gewebe 22 zu bilden, das zum Ausführen der nachfolgend erörterten Dehnungs- und Entspannungsschritte befähigt ist, ohne nachteilig beeinflußt zu werden (trennt sich z. B. das Gewebe nach Anlegen einer Dehnungskraft ab, verliert es seine Unversehrtheit), kann der Zusammenhalt der Mikrofasern miteinander zum Beispiel durch Wärmeverbinden der Mikrofasern 10 miteinander durch Halten der Walze 26 bei einer geeigneten, erhöhten Temperatur, die in Abhängigkeit vom gewünschten Zusammenhaltsgrad und den Zusammenhaltseigenschaften des zum Bilden der Mikrofasern 10 verwendeten Material schwankt, verbessert werden. Typische Wärmeverbindungstemperaturen reichen von etwa 50ºC unter der Schmelztemperatur wenigstens eines der zum Bilden des Gewebes 22 verwendeten Materialien bis etwa der Schmelztemperatur wenigstens eines der zum Bilden des Gewebes 22 verwendeten Materialien. Bei hohen Durchsatzraten können jedoch die Schmelztemperatur des Materials überschreitende Temperaturen eingesetzt werden. Nach Durchgang durch den Quetschspalt 24 wird das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 durch die Wirkung der Walzen 20 und 26 zu einem zweiten Quetschspalt oder einer Klemmstelle 28, welche zwischen einer sich drehenden Walze 30 und einer zweiten, sich drehenden Quetschwalze 32 gebildet wird, befördert und hindurchgeführt. Die Umdrehung der Walzen 30 und 32 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 30 und 32 größer als die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 20 und 26 ist. Die Quetschspalte 28 zwischen den beiden Walzen 30 und 32 wird so eingestellt, daß die Walzen 30 und 32 das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 fest umfassen, ohne das Gewebe 22 nachteilig zu beeinflussen. Als Ergebnis der Zunahme der Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 30 und 32 in bezug auf die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 20 und 26 wird eine Vorspannkraft in Längs- oder Maschinenrichtung (MD) auf das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 angesetzt und das Gewebe 22 wird in Längs- oder Maschinenrichtung (MD) zu einer verlängerten, gedehnten, vorgespannten Länge gedehnt. Der Grad der Dehnung des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22, welche in der Fläche 34 zwischen den Walzen 20 und 26 und-den Walzen 30 und 32 auftritt, kann verändert werden, indem zum Beispiel die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 30 und 32 in bezug auf die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 20 und 26 verändert wird. Wenn zum Beispiel die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 30 und 32 das zweifache der Walzen 20 und 26 ist, wird das faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe 22 zu einer gedehnten Länge von im wesentlichen dem zweifachen, das heißt etwa 200% seiner ursprünglichen, entspannten, ungedehnten, nicht-vorgespannten Länge gedehnt. Das faserige, nicht-gewebte Gewebe 22 wird zu einer gedehnten Länge von wenigstens 125% seiner ursprünglichen, entspannten, nicht-vorgespannten Länge, vorzugsweise von wenigstens etwa 150% der entspannten, nicht-vorgespannten Länge des faserigen, nicht-gewebten Gewebes 22 bis etwa 700% oder mehr der entspannten, nicht-vorgespannten Länge des faserigen, nicht-gewebten Gewebes 22 gedehnt.Turning now to the figures, wherein like reference numerals indicate like structures, and particularly to Fig. 1, it can be seen that meltblown microfibers 10 formed by a conventional meltblowing nozzle 12 are collected on a porous collecting film 14 which moves over the rollers 18 and 20 as indicated by the arrows 16 in Fig. 1. The material used to form the meltblown microfibers 10 is an elastomeric material for reasons which will become apparent hereinafter. The porous collecting film 14 is driven by the rotating rollers 18 and 20 which in turn are driven by a conventional drive device (not shown). For the sake of clarity, a conventional vacuum chamber disposed between the rollers 18 and 20 and beneath the lower surface of the upper portion of the film 14 is also not shown. The vacuum chamber supports the retention of the microfibers 10 on the upper surface of the film 14. As the meltblown microfibers 10 are deposited on the moving collecting film 14, they become entangled and adhere to one another to form a continuous fibrous nonwoven elastic web 22. The entangled continuous nonwoven elastic web 22 is guided through the porous collecting film 14 to the nip or squeezing gap 24 between the rotating roller 20 and a rotating nip roller 26. The nip or squeezing gap 24 between the two rollers 20 and 26 is adjusted so that the rollers 20 and 26 tightly grip the fibrous nonwoven elastic web 22 without adversely affecting the web 22. The rotational speed of the rollers 20 and 26 is adjusted so that the peripheral surface speed of the rollers 20 and 26 is substantially the same as the speed of the moving porous capture film 14. If the meltblown microfibers 10, after being deposited on the surface of the porous film 14, are insufficiently cohesive to form a cohesive web 22 capable of performing the stretching and relaxing steps discussed below without being adversely affected (e.g., if the web separates after a stretching force is applied, it loses its integrity), the cohesion of the microfibers to one another can be improved, for example, by heat bonding the microfibers 10 to one another by maintaining the roller 26 at a suitable elevated temperature, which will vary depending on the degree of cohesion desired and the cohesive properties of the material used to form the microfibers 10. Typical heat bonding temperatures range from about 50°C below the melting temperature of at least one of the materials used to form the web 22 to about the melting temperature of at least one of the materials used to form the web 22. However, at high throughput rates, temperatures exceeding the melting temperature of the material may be used. After passing through the nip 24, the fibrous nonwoven elastic web 22 is forced by the action of the rollers 20 and 26 to a second nip or nip 28 which is located between a rotating roller 30 and a second rotating nip roller 32. is formed, conveyed and passed through. The rotation of the rollers 30 and 32 is adjusted so that the surface peripheral speed of the rollers 30 and 32 is greater than the surface peripheral speed of the rollers 20 and 26. The nip 28 between the two rollers 30 and 32 is adjusted so that the rollers 30 and 32 firmly grasp the fibrous nonwoven elastic fabric 22 without adversely affecting the fabric 22. As a result of the increase in the surface peripheral speed of the rollers 30 and 32 with respect to the surface peripheral speed of the rollers 20 and 26, a longitudinal or machine direction (MD) prestressing force is applied to the fibrous nonwoven elastic fabric 22 and the fabric 22 is stretched in the longitudinal or machine direction (MD) to an elongated, stretched, prestressed length. The degree of stretch of the fibrous nonwoven elastic fabric 22 occurring in the area 34 between the rollers 20 and 26 and the rollers 30 and 32 can be varied by, for example, varying the peripheral surface speed of the rollers 30 and 32 with respect to the peripheral surface speed of the rollers 20 and 26. For example, if the peripheral surface speed of the rollers 30 and 32 is twice that of the rollers 20 and 26, the fibrous nonwoven elastic fabric 22 will be stretched to a stretched length of substantially twice, i.e., about 200%, its original relaxed, unstretched, non-prestressed length. The fibrous nonwoven web 22 is stretched to a stretched length of at least 125% of its original relaxed, non-biased length, preferably from at least about 150% of the relaxed, non-biased length of the fibrous nonwoven web 22 to about 700% or more of the relaxed, non-biased length of the fibrous nonwoven web 22.
Nachdem das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 durch die vereinten Wirkungen der Walzen 20 und 26 und 30 und 32 gedehnt worden ist, wird das Gewebe 22 zu einem zweiten porösen Auffangband 36, welches sich wie durch die Pfeile 38 in Fig. 1 angezeigt bewegt, geleitet. Das zweite, poröse Auffangband 36 bewegt sich um die sich drehende Walze 30 in Verbindung mit einer sich drehenden Walze 40 und wird dadurch angetrieben. Die sich bewegenden Walzen 30 und 40 werden ihrerseits durch eine herkömmliche Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) angetrieben, welche dieselbe Anordnung sein kann, welche die sich drehenden Walzen 18 und 20 antreibt. Aus Gründen der Klarheit wird eine herkömmliche Vakuumkammer, welche zwischen den Walzen 30 und 40 und unter der unteren Oberfläche des oberen Teils des Bands 36 angebracht ist, ebenfalls nicht gezeigt. Die Vakuumkammer unterstützt den Rückhalt des Gewebes 22 auf der oberen Oberfläche des Bands 36. Das gedehnte, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 wird durch das zweite poröse Auffangband 36 zu einer Klemmstelle oder ein Quetschspalt 42 geführt, welcher zwischen der sich drehenden Walze 40 und einer dritten, sich drehen-den Quetschwalze 44 gebildet wird. Die Umdrehung der sich drehenden Walze 40 und der Quetschwalze 44 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der beiden Walzen 40 und 44 im wesentlichen der Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 30 und 32 gleich ist. Da die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 40 und 44 im wesentlichen bei der selben Oberflächenumfangsgeschwindigkeit wie die der Walzen 30 und 32 gehalten wird und da der Quetschspalt 42 so eingestellt ist, daß die Walzen 40 und 44 das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 fest aufnehmen, ohne das Gewebe 22 nachteilig zu beeinflussen, wird der gedehnte Zustand des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 aufrecht erhalten, während das faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe 22 durch das zweite poröse Auffangband 36 mitgeführt wird.After the fibrous non-woven elastic web 22 has been stretched by the combined actions of the rollers 20 and 26 and 30 and 32, the web 22 is directed to a second porous collecting belt 36 which moves as indicated by the arrows 38 in Fig. 1. The second porous collecting belt 36 moves around the rotating roller 30 in conjunction with a rotating roller 40 and is driven thereby. The moving rollers 30 and 40 are in turn driven by a conventional drive device (not shown), which may be the same arrangement that drives the rotating rollers 18 and 20. For the sake of clarity, a conventional vacuum chamber disposed between the rollers 30 and 40 and beneath the lower surface of the upper portion of the belt 36 is also not shown. The vacuum chamber assists in retaining the web 22 on the upper surface of the belt 36. The stretched, fibrous, nonwoven, elastic web 22 is guided by the second porous collecting belt 36 to a nip or nip 42 formed between the rotating roller 40 and a third rotating nip roller 44. The rotation of the rotating roller 40 and the nip roller 44 is adjusted so that the surface peripheral speed of the two rollers 40 and 44 is substantially equal to the surface peripheral speed of the rollers 30 and 32. Since the surface peripheral speed of the rollers 40 and 44 is maintained at substantially the same surface peripheral speed as that of the rollers 30 and 32 and since the nip gap 42 is adjusted so that the rollers 40 and 44 firmly receive the fibrous nonwoven elastic fabric 22 without adversely affecting the fabric 22, the stretched state of the fibrous nonwoven elastic fabric 22 is maintained while the fibrous nonwoven elastic fabric 22 is entrained by the second porous collecting belt 36.
Während das gedehnte, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 durch das zweite, poröse Auffangband 36 mitgeführt wird, werden durch eine herkömmliche Schmelzblasdüse 48 gebildete, schmelzgeblasene Mikrofasern 46 direkt auf die obere Oberfläche des gedehnten, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 unter Bilden eines zusammenhängenden, faserigen, nichtgewebten, raffbaren Gewebes 50, welches sich auf der oberen Oberfläche des gedehnten, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 befindet, schmelzgeblasen. Vorsicht sollte beim Einstellen des Abstands zwischen der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 und dem elastischen Gewebe 22 und der Geschwindigkeit, mit welcher das elastische Gewebe 22 unter der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 vorübergeht, walten gelassen werden, da gefunden worden ist, daß die die Düsenspitze verlassende heiße Luft das elastische Gewebe 22 schmilzt, wenn diese Einstellungen, welche mit dem Material oder der Materialmischung schwanken, aus welchem das elastische Gewebe gebildet ist, nicht richtig getroffen sind. Wenn die schmelzgeblasenen Mikrofasern 46 auf der oberen Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 aufgefangen werden, verhaken sie sich und hängen miteinander unter Bilden des zusammenhängenden, faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 zusammen. In Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 und der oberen Oberfläche des gedehnten, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 können sich die schmelzgeblasenen Mikrofasern 46 auch mit den Fasern des elastischen Gewebes 22 mechanisch verhaken. Wenn der Abstand zwischen der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 und der oberen Oberfläche des gedehnten, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 erhöht wird, verringert sich im allgemeinen das mechanische Verhaken der Fasern des Gewebes 50 mit den Fasern des Gewebes 22. Um das mechanische Verhaken der Fasern des Gewebes 50 mit den Fasern des Gewebes 22 sicherzustellen, sollte der Abstand zwischen der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 und der oberen Oberfläche des Gewebes 22 nicht größer als etwa 63,5 cm (25 Zoll) sein. Vorzugsweise sollte der Abstand zwischen der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 und der oberen Oberfläche des Gewebes 22 von etwa 15,24 cm (6 Zoll) bis etwa 40,64 cm (16 Zoll) reichen. In Abhängigkeit von den zum Bilden der Gewebe 22 und 50 verwendeten Materialien und dem Abstand zwischen der Düsenspitze der Schmelzblasdüse 48 und der oberen Oberfläche des Gewebes 22 kann auch etwas Haftung der Fasern des raffbaren Gewebes 50 mit den Fasern des elastischen Gewebes 22 auftreten. Die Materialien, welche zur Verwendung beim Bilden des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 geeignet sind, werden vorzugsweise nach der Auswahl des Materials oder der Materialien ausgewählt, welche bei der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 verwendet werden. Insbesondere muß das zum Bilden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes ausgewählte Material ein Material sein, das ein Gewebe 50 bildet, welches durch die zusammenziehende Kraft des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 raffbar ist. Da die zusammenziehende Kraft des Gewebes 22 mit dem zur Bildung des Gewebes 22 ausgewählten Material schwankt, muß das zur Bildung des Gewebes 22 ausgewählte Material so ausgewählt werden, daß die zusammenziehende Kraft des Gewebes 22 zum Raffen des Gewebes 50 befähigt ist. Beispielhafte Materialien zur Verwendung beim Bilden der Gewebe 22 und 50 werden nachfolgend offenbart.As the stretched fibrous nonwoven elastic web 22 is carried along by the second porous collecting belt 36, meltblown microfibers 46 formed by a conventional meltblowing nozzle 48 are meltblown directly onto the upper surface of the stretched nonwoven elastic web 22 to form a continuous fibrous nonwoven gatherable web 50 located on the upper surface of the stretched fibrous nonwoven elastic web 22. Care should be taken in adjusting the distance between the nozzle tip the meltblowing nozzle 48 and the elastic web 22 and the speed at which the elastic web 22 passes under the nozzle tip of the meltblowing nozzle 48, since it has been found that the hot air leaving the nozzle tip melts the elastic web 22 if these adjustments, which vary with the material or blend of materials from which the elastic web is formed, are not properly made. When the meltblown microfibers 46 are collected on the upper surface of the fibrous nonwoven elastic web 22, they entangle and adhere to one another to form the continuous fibrous nonwoven gatherable web 50. Depending on the distance between the nozzle tip of the meltblowing nozzle 48 and the top surface of the stretched fibrous nonwoven elastic web 22, the meltblown microfibers 46 may also mechanically entangle with the fibers of the elastic web 22. As the distance between the nozzle tip of the meltblowing nozzle 48 and the top surface of the stretched fibrous nonwoven elastic web 22 is increased, the mechanical entanglement of the fibers of the web 50 with the fibers of the web 22 generally decreases. To ensure the mechanical entanglement of the fibers of the web 50 with the fibers of the web 22, the distance between the nozzle tip of the meltblowing nozzle 48 and the top surface of the web 22 should be no greater than about 63.5 cm (25 inches). Preferably, the distance between the nozzle tip of the meltblowing nozzle 48 and the upper surface of the web 22 should range from about 15.24 cm (6 inches) to about 40.64 cm (16 inches). Depending on the materials used to form the webs 22 and 50 and the distance between the nozzle tip of the meltblowing nozzle 48 and the upper surface of the web 22, some adhesion of the fibers of the gatherable web 50 to the fibers of the elastic web 22 may also occur. The materials suitable for use in forming the fibrous nonwoven elastic web 22 are preferably selected after the selection of the material or materials used in forming the fibrous nonwoven gatherable web 50. In particular, the material used to form of the fibrous nonwoven gatherable fabric may be a material that forms a web 50 that is gatherable by the constrictive force of the fibrous nonwoven elastic web 22. Since the constrictive force of the web 22 varies with the material selected to form the web 22, the material selected to form the web 22 must be selected so that the constrictive force of the web 22 is capable of gathering the web 50. Exemplary materials for use in forming the webs 22 and 50 are disclosed below.
In Abhängigkeit von den Merkmalen, welche vom Endprodukt erwünscht werden, den Materialien, welche zum Bilden der Fasern verwendet werden, welche die beiden Gewebe 22 und 50 bilden, und den benützten Verfahrensschritten/-bedingungen, können die beiden zusammenhängenden Gewebe 22 und 50 auf vielfältige Weise miteinander verbunden sein. Falls zum Beispiel eine verhältnismäßig schwache Verbindung der beiden Gewebe 22 und 50 miteinander gewünscht wird, können die beiden Gewebe 22 und 50 nur durch das Verhaken der einzelnen schmelzgeblasenen Fasern des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 mit den einzelnen schmelzgeblasenen Fasern des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 miteinander verbunden sein, welches während der Bildung des Gewebes 50 auf der gedehnten Oberfläche des Gewebes 22 stattfindet. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Gewebe 22 und 50 nach Anwendung einer verhältnismäßig geringen Kraft, wie etwa eine durch die Finger einer Person ausgeübte leichte Zupf- oder Reibkraft, voneinander abtrennbar. Im Falle, daß eine stärkere Verbindung der beiden zusammenhängenden Gewebe 22 und 50 miteinander gewünscht wird, kann die Verbindung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 durch Wärmeverbinden der beiden Gewebe 22 und 50 miteinander erreicht werden, während das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 weiter bei seiner gedehnten Länge aufrecht erhalten wird. Das Wärmeverbinden kann zum Beispiel durch Führen der beiden Gewebe 22 und 50 zwischen den Walzen 40 und 44 erreicht werden, wobei die Walzen 40 und 44 zum Anwenden geeigneter Heißverbindungstemperaturen und -drücke auf die beiden Gewebe 22 und 50 eingerichtet sind. Zum Beispiel kann das Verbinden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 durch Wärmeverbinden der beiden Gewebe 22 und 50 miteinander erreicht werden, wobei die Walzen 40 und 44 innerhalb des Temperaturbereichs von etwa 50ºC unter dem Schmelzpunkt wenigstens eines der zum Bilden der Gewebe 22 und 50 verwendeten Materialien bis etwa der Schmelztemperatur wenigstens eines der zum Bilden der Gewebe 22 und 50 verwendeten Materialien reicht. Bei hohen Durchsatzraten kann das Heißverbinden jedoch über der Schmelztemperatur eines oder mehrerer der zum Bilden der Gewebe 22 und 50 verwendeten Materialien durchgeführt werden, da die Gewebe 22 und 50 den hohen Temperaturen kurze Zeit ausgesetzt werden. Wärmeverbinden der beiden Gewebe 22 und 50 miteinander unter Druck kann bei herkömmlichen, geeigneten Bindedrücken durch Einstellen des Quetschspalts 42 durchgeführt werden. Andere herkömmliche Alternativen zum Heißverbinden der beiden Gewebe 22 und 50 miteinander können die Heißverbindungsschritte ersetzen. Zum Beispiel kann eine herkömmliche Schallverbindungsanordnung (nicht gezeigt) die Heißverbindungsanordnung 40 und 44 ersetzen. Es ist anzumerken, daß das Verbinden der beiden Gewebe 22 und 50 miteinander üblicherweise nur durch Durchgang der Gewebe 22 und 50 durch den Quetschspalt 42 etwas verbessert wird, da jeder derartige Durchgang zu einer Druckanwendung auf die beiden Gewebe 22 und 50 und damit zu einem verstärkten Verhaken der einzelnen Fasern der beiden Gewebe 22 und 50 führt.Depending on the characteristics desired in the final product, the materials used to form the fibers that make up the two webs 22 and 50, and the processing steps/conditions used, the two contiguous webs 22 and 50 can be joined together in a variety of ways. For example, if a relatively weak bond between the two webs 22 and 50 is desired, the two webs 22 and 50 can be joined together only by the entanglement of the individual meltblown fibers of the fibrous nonwoven gatherable web 50 with the individual meltblown fibers of the fibrous nonwoven elastic web 22, which occurs on the stretched surface of the web 22 during formation of the web 50. In this embodiment, the two webs 22 and 50 are separable from one another upon application of a relatively small force, such as a light pulling or rubbing force exerted by a person's fingers. In the event that a stronger bonding of the two contiguous fabrics 22 and 50 together is desired, the bonding of the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 to the fibrous nonwoven elastic fabric 22 can be accomplished by heat bonding the two fabrics 22 and 50 together while still maintaining the fibrous nonwoven elastic fabric 22 at its stretched length. Heat bonding can be accomplished, for example, by passing the two fabrics 22 and 50 between rollers 40 and 44, with rollers 40 and 44 being configured to apply appropriate heat bonding temperatures and pressures to the two fabrics 22 and 50. For example, bonding the fibrous nonwoven gatherable web 50 to the fibrous nonwoven elastic web 22 may be accomplished by heat bonding the two webs 22 and 50 together using the rollers 40 and 44 within the temperature range of about 50°C below the melting point of at least one of the materials used to form the webs 22 and 50 to about the melting temperature of at least one of the materials used to form the webs 22 and 50. However, at high throughput rates, heat bonding may be accomplished above the melting temperature of one or more of the materials used to form the webs 22 and 50 because the webs 22 and 50 are exposed to the high temperatures for a short time. Heat bonding the two webs 22 and 50 together under pressure may be accomplished at conventional, suitable bonding pressures by adjusting the nip 42. Other conventional alternatives for heat bonding the two webs 22 and 50 together may replace the heat bonding steps. For example, a conventional sonic bonding assembly (not shown) may replace the hot bonding assembly 40 and 44. It should be noted that bonding of the two webs 22 and 50 together is usually only somewhat enhanced by passing the webs 22 and 50 through the nip 42, since each such pass results in the application of pressure to the two webs 22 and 50 and thus increased entanglement of the individual fibers of the two webs 22 and 50.
Nachdem das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 mit dem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 unter Bilden eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes 52 verbunden worden ist (abtrennbar oder nicht-abtrennbar in Abhängigkeit von dem Endprodukt, welches gewünscht wird), wird die Vorspannkraft auf das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 zum Beispiel durch Führen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes 52, welches sowohl das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 als auch das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 einschließt, durch den Quetschspalt oder die Klemmstelle 54, welche durch ein Paar sich drehender Quetschwalzen 56 und 58 gebildet wird, entspannt. Die Quetschspalte wird so eingestellt, daß die Walzen 56 und 58 das Verbundgewebe 52 fest umfassen, ohne das Verbundgewebe 52 nachteilig zu beeinflussen. Die Umdrehung des Quetschwalzenpaares 56 und 58 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Quetschwalzen 56 und 58 dem nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebe 52 gestattet, sich zu entspannen und sich als Ergebnis seiner elastischen Eigenschaften auf seine entspannte, nicht-vorgespannte Länge zusammenzuziehen. Das Entspannen und Zusammenziehen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes 52 auf seine entspannte, nicht-vorgespannte Länge führt dazu, daß das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50, welches mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 verbunden ist, entlang der oberen Oberfläche des sich zusammenziehenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 mitgeführt, das heißt zusammengezogen und auf diese Weise darauf gerafft wird.After the fibrous nonwoven elastic web 22 has been joined to the fibrous nonwoven gatherable web 50 to form a nonwoven elastic composite web 52 (separable or non-separable depending on the final product desired), the prestressing force on the fibrous nonwoven elastic web 22 is released, for example, by passing the nonwoven elastic composite web 52, which includes both the fibrous nonwoven elastic web 22 and the fibrous nonwoven gatherable web 50, through the nip or nip 54 formed by a pair of rotating nip rolls 56 and 58. The nip is adjusted so that the rollers 56 and 58 firmly grasp the composite fabric 52 without adversely affecting the composite fabric 52. The rotation of the nip roller pair 56 and 58 is adjusted so that the surface peripheral speed of the nip rollers 56 and 58 allows the nonwoven elastic composite fabric 52 to relax and contract to its relaxed, non-prestressed length as a result of its elastic properties. The relaxing and contracting of the nonwoven elastic composite fabric 52 to its relaxed, non-prestressed length results in the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 joined to the fibrous nonwoven elastic fabric 22 being entrained along the upper surface of the gathering fibrous nonwoven elastic fabric 22, that is, being contracted and thus gathered thereon.
Nach dem Entspannen und Zusammenziehen des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes 52 kann das Verbundgewebe 52 auf eine Vorlagerolle zur Lagerung und zum Versand aufgerollt werden. Das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 52 kann danach bei der Herstellung einer breiten Vielfalt von Gegenständen, wie etwa zum Beispiel ein Deckschichtmaterial für ein Tuch oder ein anderes Kleidungsstück verwendet werden.After relaxing and contracting the nonwoven, elastic composite fabric 52, the composite fabric 52 can be rolled up onto a supply roll for storage and shipping. The nonwoven, elastic composite fabric 52 can then be used in the manufacture of a wide variety of articles, such as, for example, a facestock material for a cloth or other garment.
Falls das geraffte, nicht-gewebte Gewebe 50 von dem elastischen nicht-gewebten Gewebe 22 abgetrennt werden soll, wird die Trennung der beiden Gewebe 22 und 50 voneinander in dieser Ausführungsform wahlweise durch Führen des faserigen, nichtgewebten, gerafften Gewebes 50 durch die Quetschspalte 62 zwischen zwei sich drehenden Quetschwalzen 64 und 66 und Führen des nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 durch die Quetschspalte 68 zwischen zwei sich drehenden Quetschwalzen 70 und 72 bewerkstelligt. Die Quetschspalten 62 und 68 werden so eingestellt, daß die Walzen 64 und 66 das Gewebe 50 umfassen, ohne das Gewebe 50 nachteilig zu beeinflussen, und die Walzen 70 und 72 das Gewebe 22 umfassen, ohne das Gewebe 22 nachteilig zu beeinflussen. Nach der Trennung der beiden Gewebe 22 und 50 werden die beiden Gewebe 22 und 50 auf die Vorlagenrolle 74 beziehungsweise 76 aufgerollt. Beim Aufrollen des faserigen, nicht-gewebten, gerafften Gewebes 50 sollte man Vorsicht walten lassen, damit das Gewebe 50 nicht unter einer hohen Spannung gelagert wird oder in ungerafftem Zustand nicht vorgespannt wird, da falls das Gewebe 50 in einem aufgerollten, gespannten, ungerafften Zustand gelagert wird, anzunehmen ist, daß das Gewebe 50 seine Befähigung zum Erhalt seiner Raffung verliert. Der Verlust der Raffung in dem Gewebe 50 hat einen Verlust der elastischen Eigenschaften des Gewebes 50 zur Folge. Um den gerafften Zustand des Gewebes 50 zu erhalten, während das Gewebe 50 gelagert wird, sollte demgemäß die Umdrehung der Vorlagerolle 76 so eingestellt werden, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Rolle 76 im allgemeinen gleich oder nur geringfügig größer als die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 64 und 66 ist.If the gathered nonwoven fabric 50 is to be separated from the elastic nonwoven fabric 22, the separation of the two fabrics 22 and 50 from one another in this embodiment is optionally accomplished by passing the fibrous nonwoven gathered fabric 50 through the nip 62 between two rotating nip rolls 64 and 66 and passing the nonwoven elastic fabric 22 through the nip 68 between two rotating nip rolls 70 and 72. The nip rolls 62 and 68 are adjusted so that the rolls 64 and 66 encompass the fabric 50 without adversely affecting the fabric 50 and the rolls 70 and 72 encompass the fabric 22 without adversely affecting the fabric 22. After the two fabrics 22 and 50 have been separated, the two fabrics 22 and 50 are placed on the template roll 74 , respectively. In rolling up the fibrous nonwoven gathered web 50, care should be taken not to store the web 50 under high tension or to pre-tension it in an unshirred state, since if the web 50 is stored in a rolled, tensioned, unshirred state, it is likely that the web 50 will lose its ability to retain its gathers. The loss of gathers in the web 50 results in a loss of the elastic properties of the web 50. Accordingly, to maintain the gathered state of the web 50 while the web 50 is stored, the rotation of the feed roll 76 should be adjusted so that the peripheral surface speed of the roll 76 is generally equal to or only slightly greater than the peripheral surface speed of the rollers 64 and 66.
Nach seiner Abtrennung von dem nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 zeigt das geraffte, faserige, nicht-gewebte Gewebe 50 ein gekrepptes oder gerafftes Aussehen. Demgemäß wird das Gewebe 50 nach Anwendung einer Dehnungskraft in Maschinenrichtung (d. h. eine im wesentlichen zu den Raffungslinien senkrechte Richtung) auf die Länge gedehnt, die die Raffung erlauben, d. h. bis das Gewebe 50 im Gegensatz zu einer gerafften Anordnung eine im großen und ganzen ebene Anordnung annimmt, und überraschenderweise zeigt das geraffte Gewebe 50 nach dem Lösen der Dehnungskraft auf die Raffung wie hierin definierte elastische Eigenschaften. Das geraffte Gewebe 50 zeigt elastische Eigenschaften, selbst wenn das Gewebe 50 aus einem nicht-elastischen Material, wie etwa von der Himont Corporation unter der Handelsbezeichnung PF 301 erhaltenes Polypropylen, gebildet wurde.After being separated from the nonwoven elastic fabric 22, the gathered fibrous nonwoven fabric 50 exhibits a creped or gathered appearance. Accordingly, upon application of a stretching force in the machine direction (i.e., a direction substantially perpendicular to the gather lines), the fabric 50 is stretched to the length that allows gathering, i.e., until the fabric 50 assumes a generally planar configuration as opposed to a gathered configuration, and surprisingly, upon release of the stretching force on the gather, the gathered fabric 50 exhibits elastic properties as defined herein. The gathered fabric 50 exhibits elastic properties even when the fabric 50 is formed from a nonelastic material, such as polypropylene obtained from Himont Corporation under the trade designation PF 301.
Der faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebeteil 22 des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes 52 kann aus jedem Elastomermaterial gebildet werden, welches zu einem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 geformt werden kann. Beispielhafte Elastomermaterialien zur Verwendung bei der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 schließen Polyester-Elastomermaterialien, wie etwa zum Beispiel unter der Handelsbezeichnung Hytrel® von E. I. DuPont DeNemours & Co. erhältliche elastische Polymermaterialien, Polyurethan- Elastomermaterialien, wie etwa zum Beispiel unter der Handelsbezeichnung Estane® von B. F. Goodrich & Co. erhältliche Polyurethan-Elastomermaterialien, und Polyamid-Elastomermaterialien, wie etwa zum Beispiel unter der Handelsbezeichnung Pebax® von der Rilsan Company erhältliche Polyamid-Elastomermaterialien, ein. Andere Elastomermaterialien zur Verwendung beim Bilden des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 schließen (a) elastomere A-B-A'-Blockcopolymere, worin A und A' jeweils ein thermoplastischer Polymerendblock ist, der einen Styrolteil einschließt, und worin A derselbe thermoplastische Polymerendblock wie A' ist, zum Beispiel ein Poly(vinylaren), und worin Bein elastomerer Polymermittelblock ist, wie etwa ein konjugiertes Dien oder ein Niederalken, und (b) Mischungen aus einem oder mehreren Polyolefinen oder Poly(alpha-methylstyrol) mit elastomeren A-B-A'-Blockcopolymermaterialien ein, worin A und A' jeweils thermoplastische Polymerendblöcke sind, welche einen Styrolteil enthalten und worin A derselbe thermoplastische Polymerendblock wie A' sein kann, wie etwa ein Poly- (vinylaren), und worin B ein elastomerer Polymermittelblock, wie etwa ein konjugiertes Dien oder ein Niederalken, ist. Die A- und A'-Materialien können aus der Polystyrol oder Polystyrolhomologe einschließenden Gruppe von Materialien und die B-Materialien können aus der Polyisopren, Polybutadien und Poly(ethylen-butylen) einschließenden Gruppe von Materialien ausgewählt werden Materialien dieses allgemeinen Typs werden in den US-Patenten 4 323 534 an Des Marais und 4 355 425 an Jones und- der vorgenannten Shell-Broschüre offenbart. Im Handel erhältliche elastomere A-B-A'-Blockcopolymere mit einem - gesättigten oder im wesentlichen gesättigten Poly(ethylenbutylen)mittelblock "B", welcher durch die Formel: The fibrous nonwoven elastic fabric portion 22 of the nonwoven elastic composite fabric 52 may be formed from any elastomeric material that can be formed into a fibrous nonwoven elastic fabric 22. Exemplary elastomeric materials for use in forming the fibrous nonwoven elastic fabric 22 include polyester elastomeric materials such as, for example, elastic polymer materials available under the trade name Hytrel® from EI DuPont DeNemours & Co., polyurethane elastomer materials such as polyurethane elastomer materials available under the trade name Estane® from BF Goodrich & Co., and polyamide elastomer materials such as polyamide elastomer materials available under the trade name Pebax® from Rilsan Company. Other elastomeric materials for use in forming the fibrous nonwoven elastic web 22 include (a) elastomeric AB-A' block copolymers, wherein A and A' are each a thermoplastic polymer endblock including a styrene portion, and wherein A is the same thermoplastic polymer endblock as A', for example a poly(vinylarene), and wherein B is an elastomeric polymer midblock such as a conjugated diene or a lower alkene, and (b) blends of one or more polyolefins or poly(alpha-methylstyrene) with elastomeric AB-A' block copolymer materials, wherein A and A' are each thermoplastic polymer endblocks including a styrene portion, and wherein A may be the same thermoplastic polymer endblock as A', such as a poly(vinylarene), and wherein B is an elastomeric polymer midblock such as a conjugated diene or a lower alkene. The A and A' materials can be selected from the group of materials including polystyrene or polystyrene homologues and the B materials can be selected from the group of materials including polyisoprene, polybutadiene and poly(ethylene-butylene). Materials of this general type are disclosed in U.S. Patents 4,323,534 to Des Marais and 4,355,425 to Jones and the aforementioned Shell brochure. Commercially available elastomeric AB-A' block copolymers having a saturated or substantially saturated poly(ethylene-butylene) center block "B" represented by the formula:
wiedergegeben wird, worin x, y und n positive ganze Zahlen sind, und Polystyrolendblöcken A und A', welche durch die Formel: where x, y and n are positive integers, and polystyrene end blocks A and A', which are represented by the formula:
wiedergegeben werden, worin n eine positive ganze Zahl ist, welche gleich oder für A und A' verschieden sein kann, werden manchmal als S-EB-S-Blockcopolymere bezeichnet und sind unter der Handelsbezeichnung KRATON® G, zum Beispiel KRATON® G 1650, KRATON® G 1652 und KRATON® GX 1657, von der Shell Chemical Company erhältlich. Andere elastomere Harze, welche verwendet werden können, sind A-B-A'-Blockcopolymere, worin A und A' wie vorstehend definierte Polystyrolendblöcke sind und "B" ein Polybutadienmittelblock ist, welcher durch die folgende Formel: where n is a positive integer which may be the same or different for A and A' are sometimes referred to as S-EB-S block copolymers and are available from Shell Chemical Company under the trade designation KRATON® G, for example KRATON® G 1650, KRATON® G 1652 and KRATON® GX 1657. Other elastomeric resins which may be used are AB-A' block copolymers, where A and A' are polystyrene endblocks as defined above and "B" is a polybutadiene midblock represented by the following formula:
wiedergegeben wird, worin n eine positive ganze Zahl ist. Dieses Material wird manchmal als S-B-S-Blockcopolymer bezeichnet und ist unter der Handelsbezeichnung KRATON® D, zum Beispiel KRATON® D 1101, KRATON® D 1102 und KRATON® D 1116, von der Shell Chemical Company erhältlich. Ein weiteres S-B-S- Blockcopolymermaterial kann unter der Handelsbezeichnung Solprene 418 von der Phillips Petroleum Company erhalten werden. Noch weitere elastomere Harze, welche als A-B-A'- Blockcopolymere verwendet werden können, worin A und A' wie vorstehend definierte Polystyrolendblöcke sind und B ein Polyisoprenmittelblock ist, worin der Mittelblock durch die Formel: where n is a positive integer. This material is sometimes referred to as an SBS block copolymer and is available under the trade designation KRATON® D, for example KRATON® D 1101, KRATON® D 1102 and KRATON® D 1116 from Shell Chemical Company. Another SBS block copolymer material can be obtained under the trade designation Solprene 418 from Phillips Petroleum Company. Still other elastomeric resins which can be used as AB-A' block copolymers are where A and A' are polystyrene endblocks as defined above and B is a polyisoprene midblock wherein the midblock is represented by the formula:
wiedergegeben wird, worin n eine positive ganze Zahl ist. Diese Blockcopolymere werden manchmal als S-I-S-Blockcopolymere bezeichnet und unter der Handelsbezeichnung KRATON® D, zum Beispiel KRATON® D 1101, KRATON® D 1102 und KRATON® D 1116, von der Shell Chemical Company erhältlich sind.where n is a positive integer. These block copolymers are sometimes referred to as S-I-S block copolymers and are available from Shell Chemical Company under the trade name KRATON® D, for example KRATON® D 1101, KRATON® D 1102 and KRATON® D 1116.
Eine Zusammenfassung der typischen Eigenschaften der vorstehend bezeichneten KRATON® D- und KRATON® G-Harze bei 23ºC (740 Fahrenheit) wird nachstehend in den Tabellen I und II gezeigt. TABELLE I KRATON® D EIGENSCHAFT Zugfestigkeit Moduul Längung Reißdehnung Härte, Shore A spezifisches Gewicht Brookfield-Viskosität (Toluollösung) Schmelzviskosität, Schmelzindex, Bedingung G, g/10 min Weichmacherölgehalt, Gew.-% Styrol/&sup6; Gummi-Verhältnis physikalische Form poröses Pellet TABELLE II KRATON® G Zugfestigkeit Modul Längung Reißdehnung Härte, Shore A spezifisches Gewicht Brookfield-Viskosität (Toluollösung) Schmelzviskosität, Schmelzindex, Bedingung G, g/10 min Weichmacherölgehalt, Gew.-% Styrol/&sup6; Gummi-Verhältnis physikalische Form Bröckelig Pellet ¹ ASTM-Methode D412-Zugversuch, Klemmbacken-Trenngeschwindigkeit 25,4 cm (10 Zoll)/min ² an einem aus einer Toluollösung gegossenen Film bestimmte typische Eigenschaften ³ unverdünnte Polymerkonzentration, 25 Gew. -% &sup4; unverdünnte Polymerkonzentration, 20 Gew. -% &sup5; durch Extrapolation an aus Toluollösung gegossenen, ölgestreckten Filmen gemessener Ergebnisse auf null Ölgehalt bestimmte Eigenschaft &sup6; Verhältnis der Summe der Molekulargewichte der Endblöcke (A + A') zum Molekulargewicht des B-Mittelblocks Zum Beispiel beträgt hinsichtlich KRATON® G-1650 das Molekulargewicht der Endblöcke (A + A') 28% des Molekulargewichts des A-B-A' -BlockcopolymersA summary of the typical properties of the above-identified KRATON® D and KRATON® G resins at 23ºC (740 Fahrenheit) is shown below in Tables I and II. TABLE I KRATON® D PROPERTY Tensile strength Modulus Elongation Elongation at break Hardness, Shore A Specific gravity Brookfield viscosity (toluene solution) Melt viscosity, melt index, condition G, g/10 min Processing oil content, wt.% Styrene/&sup6; Rubber Ratio Physical Form Porous Pellet TABLE II KRATON® G Tensile Strength Modulus Elongation Elongation at Break Hardness, Shore A Specific Gravity Brookfield Viscosity (Toluene Solution) Melt Viscosity, Melt Index, Condition G, g/10 min Plasticizer Oil Content, wt. % Styrene/6 Rubber Ratio Physical Form Friable Pellet ¹ ASTM Method D412 Tensile Test, Jaw Separation Speed 25.4 cm (10 in.)/min ² Typical Properties Determined on a Film Cast from a Toluene Solution ³ Neat Polymer Concentration, 25 wt. % ⊚ Neat Polymer Concentration, 20 wt. % ⊚ Property Determined by Extrapolating Results Measured on Oil-Extended Films Cast from a Toluene Solution to Zero Oil Content ⊚ Ratio of Sum of Molecular Weights of Endblocks (A + A') to Molecular Weight of B Midblock For example, with respect to KRATON® G-1650, the molecular weight of the endblocks (A + A') is 28% of the molecular weight of the ABA' block copolymer
Das Schmelzblasen des S-EB-S KRATON® G-Blockcopolymers in reiner, d. h. unverdünnter Form hat sich außer bei erhöhten Temperaturen und niedrigen Durchsätzen, wie etwa von wenigstens 287,8ºC (550 Grad Fahrenheit) bis etwa 329,4ºC (625 Grad Fahrenheit) oder mehr und weniger als wenigstens etwa 0,14 g je - Düsenkapillare je min, als schwierig erwiesen. Um diese Bedingungen erhöhter Temperatur und niedrigen Durchsatzes zu vermeiden, hat es sich erwiesen, daß das Mischen bestimmter Materialien mit mehreren der verschiedenen Typen von KRATON® G- Materialien ein befriedigend schmelzblasbares Material liefert. Zum Beispiel haben Mischungen bestimmter Polyolefinmaterialien mit dem S-EB-S-Blockcopolymer zu einem schmelzblasbaren Material geführt. Insbesondere wenn ein Polyolefin mit den KRATON® G-S-EB-S-Blockcopolymeren vermischt werden soll, ist das Polyolefin vorzugsweise ein Polymer, einschließlich Copolymeren, aus Ethylen, Propylen, Buten, anderen Niederalkenen oder Gemischen eines oder mehrerer dieser Materialien. Ein besonders bevorzugtes Polyolefin zum Vermischen mit den KRATON® G-S-EB-S-Blockcopolymeren ist Polyethylen und ein bevorzugtes Polyethylen kann von der U.S.I. Chemicals Company unter der Handelsbezeichnung Petrothene® Na601 (hier auch als PE Na601 oder Na601 bezeichnet) erhalten werden.Melt blowing of the S-EB-S KRATON® G block copolymer in neat, i.e. undiluted form has proven difficult except at elevated temperatures and low flow rates, such as from at least 287.8°C (550 degrees Fahrenheit) to about 329.4°C (625 degrees Fahrenheit) or more and less than at least about 0.14 g per die capillary per minute. To avoid these elevated temperature and low flow conditions, it has been found that blending certain materials with several of the different types of KRATON® G materials provides a satisfactorily melt blowable material. For example, blends of certain polyolefin materials with the S-EB-S block copolymer have resulted in a melt blowable material. Particularly when a polyolefin is to be blended with the KRATON® GS-EB-S block copolymers, the polyolefin is preferably a polymer, including copolymers, of ethylene, propylene, butene, other lower alkenes, or mixtures of one or more of these materials. A particularly preferred polyolefin for blending with the KRATON® GS-EB-S block copolymers is polyethylene, and a preferred polyethylene can be obtained from USI Chemicals Company under the trade designation Petrothene® Na601 (also referred to herein as PE Na601 or Na601).
Die von der U.S.I. Chemicals Company erhaltene Information führt aus, daß das Na601 ein Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht und niedriger Dichte zur Anwendung in den Bereichen Heißschmelzklebstoffe und Beschichtungen ist. Das U.S.I. hat ferner ausgeführt, daß Na601 die folgenden Nominalwerte besitzt: (1) eine Brookfield-Viskosität von 8500 mPa·s (cP) bei 150ºC und von 3300 bei 190ºC, wenn sie gemäß ASTM D 3236 gemessen wird, (2) eine Dichte von 0,903 g/cm³, wenn sie gemäß ASTM D 1505 gemessen wird, (3) ein äquivalenter Schmelzindex von 2000 g/10 min, wenn er gemäß ASTM D 1238 gemessen wird, (4) einen Ring- und-Kugel-Erweichungspunkt von 102ºC, wenn er gemäß ASTM E 28 gemessen wird; (5) einen Zug von 5,7 kN/m² (850 Pfund je Quadratzoll), wenn er gemäß ASTM D 638 gemessen wird; (6) eine Dehnung von 90%, wenn sie gemäß ASTM D 638 gemessen wird; (7) ein Schermodul TF (45000) von -34ºC und (8) eine Eindringhärte von 3,6 (zehntel mm) bei 25ºC (77 Grad Fahrenheit).Information received from U.S.I. Chemicals Company states that Na601 is a low molecular weight, low density polyethylene for use in the hot melt adhesives and coatings industries. U.S.I. further stated that Na601 has the following nominal values: (1) a Brookfield viscosity of 8500 mPa·s (cP) at 150ºC and 3300 at 190ºC when measured according to ASTM D 3236, (2) a density of 0.903 g/cm³ when measured according to ASTM D 1505, (3) an equivalent melt index of 2000 g/10 min when measured according to ASTM D 1238, (4) a ring and ball softening point of 102ºC when measured according to ASTM E 28; (5) a tensile strength of 5.7 kN/m² (850 pounds per square inch) when measured according to ASTM D 638; (6) an elongation of 90% when measured according to ASTM D 638; (7) a shear modulus TF (45000) of -34ºC; and (8) an indentation hardness of 3.6 (tenths of a mm) at 25ºC (77 degrees Fahrenheit).
Von dem Na601 wird angenommen, daß es ein über die Zahl gemitteltes Molekulargewichtszahl (Mn) von etwa 4600, ein über das Gewicht gemitteltes Molekulargewicht (Mw) von etwa 22400 und ein über Z gemitteltes Molekulargewicht (Mz) von etwa 83300 besitzt. Die Polydispersität des Na601 (Mw/Mn) beträgt etwa 4,87,The Na601 is believed to have a number average molecular weight (Mn) of about 4600, a weight average molecular weight (Mw) of about 22400, and a Z average molecular weight (Mz) of about 83300. The polydispersity of the Na601 (Mw/Mn) is about 4.87.
wobei Mn durch die Formel:where Mn is given by the formula:
Mw = Summe [(n) (MW)]/Summe (n)Mw = Sum [(n) (MW)]/Sum (n)
berechnet wird und Mw durch die Formel:and Mw is calculated by the formula:
Mw = Summe [(n) (MW)²]/Summe [(n) (MW)]Mw = Sum [(n) (MW)²]/Sum [(n) (MW)]
berechnet wird und MZ durch die Formel:and MZ is calculated by the formula:
Mz = Summe [(n) (MW)3]/Mz - Summe [(n) (MW)2]Mz = Sum [(n) (MW)3]/Mz - Sum [(n) (MW)2]
berechnet wird, worinis calculated, in which
MW = die verschiedenen Molekulargewichte der einzelnen Moleküle in einer Probe undMW = the different molecular weights of the individual molecules in a sample and
n = die Zahl der Moleküle in der vorgegebenen Probe, welche ein vorgegebenes Molekulargewicht MW besitzen.n = the number of molecules in the given sample that have a given molecular weight MW.
Das Vermischen von Polyolefinen mit den S-I-S- und S-B-S- Blockcopolymeren, gefolgt vom Schmelzblasen des Gemischs hat sich bis heute darin als unbefriedigend erwiesen, daß die Gemische unverträglich zu sein scheinen. Ein gutes Material zum Mischen mit den S-I-S-Blockcopolymeren ist jedoch Poly(alphamethylstyrol) und ein bevorzugtes Poly(alpha-methylstyrol) kann von Amoco unter der Handelsbezeichnung 18-210 erhalten werden.Blending polyolefins with the S-I-S and S-B-S block copolymers followed by melt blowing the blend has to date proved unsatisfactory in that the blends appear to be incompatible. However, a good material for blending with the S-I-S block copolymers is poly(alphamethylstyrene) and a preferred poly(alpha-methylstyrene) can be obtained from Amoco under the trade designation 18-210.
Vorzugsweise kann der Teil des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 des nicht-gewebten, elastischen Gewebes 52, welches durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, aus jedem raffbaren Material gebildet werden, welches zu einem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 geformt werden kann. Zum Beispiel könnte das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 aus einem Gemisch eines nicht-elastischen Materials mit einem elastischen Material, einem oder mehreren nicht-elastischen Materialien oder einem Gemisch eines oder mehrerer elastischer Materialien mit zwei oder mehreren nicht-elastischen Materialien gebildet werden. Vorzugsweise wird das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 aus einem faserbildenden, schmelzblasbaren oder zusammenspinnbarem, nicht-elastischen, raffbaren Material gebildet. Beispielhafte faserbildende Materialien zur Verwendung beim Bilden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes sind Polyestermaterialien, Polyolefinmaterialien oder Gemische eines oder mehrerer Polyestermaterialien mit einem oder mehreren Polyolefinmaterialien. Ein beispielhaftes faserbildendes Polyestermaterial ist Polyethylenterephthalat. Ein beispielhaftes faserbildendes Polyolefinmaterial ist Polypropylen. Bevorzugte Polypropylenmaterialien können unter der Handelsbezeichnung PC 973 und PF 301 von der Himont Company erhalten werden.Preferably, the fibrous nonwoven gatherable web 50 portion of the nonwoven elastic web 52 made by the method of the present invention may be formed from any gatherable material that can be formed into a fibrous nonwoven gatherable web 50. For example, the fibrous nonwoven gatherable web 50 could be formed from a blend of a nonelastic material with an elastic material, one or more nonelastic materials, or a blend of one or more elastic materials with two or more nonelastic materials. Preferably, the fibrous nonwoven gatherable web 50 is formed from a fiber-forming, meltblown or cospun nonelastic gatherable material. Exemplary fiber-forming materials for use in forming the fibrous nonwoven gatherable web are polyester materials, polyolefin materials, or blends of one or more polyester materials with one or more polyolefin materials. An exemplary fiber-forming polyester material is polyethylene terephthalate. An exemplary fiber-forming polyolefin material is polypropylene. Preferred polypropylene materials can be obtained from the Himont Company under the trade designation PC 973 and PF 301.
Typische, von Himont angeführte Eigenschaften des Himont PC-973 Polypropylens sind eine Dichte von etwa 0,900 g/cm³, gemessen gemäß ASTDM D 792, eine gemäß ASTM D 1238, Bedingung L, erhaltene Schmelzflußrate von 35 g/10 min, ein Zug von etwa 29,6 kN/m² (4300 Pfund je Quadratzoll (psi)), gemessen gemäß ASTM D 638; ein Biegemodul von etwa 1,25 MN/m² (182000 psi), gemessen gemäß ASTM D 790, B und eine Rockwell-Härte, R-Skala, von 93, gemessen gemäß ASTM D 785 A. Von dem PC-973 wird angenommen, daß es ein über die Zahl gemitteltes Molekulargewicht (Mn) von etwa 40100, ein über das Gewicht gemitteltes Molekulargewicht (Mw) von etwa 172000 und ein über Z gemitteltes Molekulargewicht von etwa 674000 besitzt. Die Polydispersität (Mw/Mn) des PC-973 beträgt etwa 4,29.Typical properties of Himont PC-973 polypropylene quoted by Himont are a density of about 0.900 g/cm3 measured according to ASTDM D 792, a melt flow rate of 35 g/10 min obtained according to ASTM D 1238, Condition L, a tensile strength of about 29.6 kN/m2 (4300 pounds per square inch (psi)) measured according to ASTM D 638; a flexural modulus of about 1.25 MN/m² (182,000 psi) measured in accordance with ASTM D 790, B and a Rockwell hardness, R scale, of 93 measured in accordance with ASTM D 785 A. The PC-973 is believed to have a number average molecular weight (Mn) of about 40,100, a weight average molecular weight (Mw) of about 172,000 and a Z average molecular weight of about 674,000. The polydispersity (Mw/Mn) of the PC-973 is about 4.29.
Falls das raffbare Gewebe 50 von dem elastischen Gewebe 22 abgetrennt werden soll, nachdem es gerafft worden ist, ist es bevorzugt, daß das geraffte Gewebe 50 nach seiner Abtrennung vom elastischen Gewebe 22 im wesentlichen zum Zurückkehren in seinen gerafften Zustand befähigt ist. Es wird gegenwärtig angenommen, daß in den meisten Ausführungsformen der geraffte Zustand (d. h. Anordnung), welchen das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 nach seiner Abtrennung vom Gewebe 22 zeigt, in der Richtung des Raffens (d. h. Maschinenrichtung) etwas länger ist, als verglichen mit der Länge desselben Gewebemaßes 50, wenn das Gewebe 50 trennbar mit dem elastischen Gewebe 22 verbunden ist. Mit anderen Worten dehnt sich das Gewebe 50 nach seiner Abtrennung vom Gewebe 22 etwas in Richtung des Raffens aus. Dementsprechend ist die geraffte, entspannte, nicht-vorgespannte Länge des abgetrennten Gewebes 50 etwas größer als oder gleich wie die geraffte, entspannte, nicht-vorgespannte Länge desselben Gewebemaßes 50, während es mit dem elastischen Gewebe 22 verbunden ist.If the gatherable fabric 50 is to be separated from the elastic fabric 22 after it has been gathered, it is preferred that the gathered fabric 50 be capable of substantially returning to its gathered state after it has been separated from the elastic fabric 22. It is presently believed that in most embodiments, the gathered state (i.e., configuration) exhibited by the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 after it has been separated from the fabric 22 is slightly longer in the direction of gathering (i.e., machine direction) as compared to the length of the same fabric length 50 when the fabric 50 is releasably joined to the elastic fabric 22. In other words, the fabric 50 stretches slightly in the direction of gathering after it has been separated from the fabric 22. Accordingly, the gathered, relaxed, non-prestressed Length of the severed fabric 50 slightly greater than or equal to the gathered, relaxed, non-prestressed length of the same fabric dimension 50 while connected to the elastic fabric 22.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt sich das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 52 aus einem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 zusammen, welches mit einem raffbaren, faserigen, nicht-gewebten Gewebe 50 verbunden ist. Das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 52 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebe 52 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen darin, daß das Verbinden der beiden Gewebe 22 und 50 des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes 52 ohne Anwendung von Wärme und/oder Druck während des Verbindungsschritts erreicht wird und doch stärker als die durch Verhaken der Fasern des nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 mit den Fasern des nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 während der Bildung des Gewebes 50 auf dem Gewebe 22 erreichte Verbindung ist. Bei dieser besonderen Ausführungsform wird das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 aus einem klebenden Elastomermaterial gebildet, so daß das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 nach seiner Bildung klebend ist. Das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 wird durch Schmelzblasen des Gewebes 22 auf das poröse Auffangband 14 gebildet. Wahlweise kann ein klebender, nicht-gewebter, elastischer, löcheriger Film (nicht gezeigt) das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 ersetzen. Danach wird das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 auf eine gedehnte Länge von wenigstens eineinviertel, das heißt wenigstens etwa 125% seiner entspannten, nicht-vorgespannten Länge durch die vereinte Wirkung der Walzen 20 und 26 und 30 und 32, vorzugsweise zu einer Länge von etwa 150% der entspannten, nicht-vorgespannten Länge bis etwa 700% oder mehr der entspannten, nicht-vorgespannten Länge des klebenden, faserigen, nicht-gewebten Gewebes 22 gedehnt.In a particular embodiment of the present invention, the nonwoven elastic composite fabric 52 is comprised of a fibrous nonwoven elastic fabric 22 bonded to a gatherable fibrous nonwoven fabric 50. The nonwoven elastic composite fabric 52 of this embodiment differs from the nonwoven elastic composite fabric 52 of the previously described embodiments in that the bonding of the two fabrics 22 and 50 of the nonwoven elastic composite fabric 52 is accomplished without the application of heat and/or pressure during the bonding step, yet is stronger than the bond achieved by interlocking the fibers of the nonwoven gatherable fabric 50 with the fibers of the nonwoven elastic fabric 22 during formation of the fabric 50 on the fabric 22. In this particular embodiment, the fibrous nonwoven elastic web 22 is formed from an adhesive elastomeric material such that the fibrous nonwoven elastic web 22 is adhesive after formation. The adhesive fibrous nonwoven elastic web 22 is formed by melt blowing the web 22 onto the porous collection belt 14. Optionally, an adhesive nonwoven elastic foraminous film (not shown) may replace the adhesive fibrous nonwoven elastic web 22. Thereafter, the adhesive fibrous nonwoven elastic web 22 is stretched to a stretched length of at least one and one-quarter, that is, at least about 125% of its relaxed, unbiased length by the combined action of the rollers 20 and 26 and 30 and 32, preferably to a length of from about 150% of the relaxed, unbiased length to about 700% or more of the relaxed, unbiased length of the adhesive fibrous nonwoven web 22.
Nachdem das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 gedehnt worden ist, wird es durch das zweite poröse Auffangband 36 zu der Quetschspalte oder Klemmstelle 42 zwischen der sich drehenden Walze 40 und der sich drehenden Quetschwalze 44 befördert. Während das Gewebe 22 durch das zweite, poröse Auffangband 36 mitgeführt wird, wird das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 direkt auf der oberen Oberfläche des klebenden Gewebes 22 entweder durch ein herkömmliches Schmelzblas- oder Zusammenspinnverfahren oder durch irgendein anderes herkömmliches Verfahren gebildet, welches dazu verwendet werden kann, ein faseriges, nichtgewebtes, raffbares Gewebe 50 zu bilden, wie etwa zum Beispiel eine herkömmliche Kardierapparatur zum Bilden eines kardierten Gewebes. Wie es bei den vorher erörterten Ausführungsformen der Fall war, wird das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 während der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 durch geeignetes Einstellen der Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 40 und 44 in bezug auf die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen 30 und 32 in seiner gedehnten, vorgespannten Länge gehalten. Als Ergebnis der Tatsache, daß das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 nach seiner Bildung klebend ist, wird eine verbesserte Verbindung (verglichen mit der Verbindung beider Gewebe einzig durch Verhaken) des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 mit dem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 durch Adhäsion der beiden Gewebe 20 und 50 aneinander während der Bildung des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 auf der oberen Oberfläche des faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebes 22 erreicht. Dies führt zur gleichzeitigen Bildung und Verbindung des faserigen, nichtgewebten, raffbaren Gewebes 50 mit dem faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebes 22. Während jedes klebende Elastomermaterial beim Bilden des klebenden, faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebes 22 dieser Ausführungsform verwendet werden kann, ist ein elastomeres A-B-A'-Blockcopolymer, worin A und A' jeweils thermoplastische Polystyrolendblöcke sind und worin B ein Polyisoprenmittelblock ist, ein bevorzugtes klebendes Elastomermaterial. Dreiblockcopolymermaterialien dieses Typs werden manchmal S-I-S-Blockcopolymere genannt und können unter der Handelsbezeichnung KRATON® D, zum Beispiel KRATON® D 1107, KRATON® D 1111, KRATON® D 1112 und KRATON® D 1117 von der Shell Chemical Company erhalten werden. Wahlweise kann ein Gemisch eines S-I-S-Blockcopolymers und Poly(alpha-methylstyrol) verwendet werden uAfter the adhesive, fibrous, non-woven, elastic fabric 22 has been stretched, it is passed through the second porous Catch belt 36 to the nip or nip 42 between the rotating roller 40 and the rotating nip roller 44. As the web 22 is carried along by the second porous catch belt 36, the fibrous nonwoven gatherable web 50 is formed directly on the upper surface of the adhesive web 22 by either a conventional meltblowing or spunbonding process or by any other conventional process which can be used to form a fibrous nonwoven gatherable web 50, such as, for example, a conventional carding apparatus for forming a carded web. As was the case with the previously discussed embodiments, the adhesive fibrous nonwoven elastic web 22 is maintained in its stretched, pre-tensioned length during formation of the fibrous nonwoven gatherable web 50 by appropriately adjusting the peripheral surface speed of the rollers 40 and 44 with respect to the peripheral speed of the rollers 30 and 32. As a result of the fact that the fibrous nonwoven elastic web 22 is adhesive after its formation, an improved bond (as compared to bonding the two webs together by hooking alone) of the adhesive fibrous nonwoven elastic web 22 to the fibrous nonwoven gatherable web 50 is achieved by adhesion of the two webs 20 and 50 to each other during formation of the fibrous nonwoven gatherable web 50 on the upper surface of the fibrous nonwoven elastic web 22. This results in the simultaneous formation and bonding of the fibrous nonwoven gatherable web 50 to the fibrous nonwoven elastic web 22. While any adhesive elastomeric material may be used in forming the adhesive fibrous nonwoven elastic web 22 of this embodiment, a preferred adhesive elastomeric material is an AB-A' elastomeric block copolymer, wherein A and A' are each thermoplastic polystyrene end blocks and wherein B is a polyisoprene midblock. Triblock copolymer materials of this type are sometimes called SIS block copolymers and may be sold under the trade designation KRATON® D, for example, KRATON® D 1107, KRATON® D 1111, KRATON® D 1112 and KRATON® D 1117 can be obtained from Shell Chemical Company. Alternatively, a blend of a SIS block copolymer and poly(alpha-methylstyrene) can be used and
Die Materialien, welche zum Bilden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 dieser Ausführungsform verwendet werden können, können alle Materialien, welche vorstehend im Hinblick auf das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 angeführt wurden, einschließen. Das heißt, das faserige, nichtgewebte, raffbare Material kann aus jedem raffbaren Material gebildet werden, welches zu einem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 geformt werden kann. Zum Beispiel könnte das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 aus einem Gemisch nicht-elastischer Materialien mit einem elastischen Material, einem oder mehreren nicht-elastischen Materialien oder einem Gemisch eines oder mehrerer elastischer Materialien mit zwei oder mehreren nicht-elastischen Materialien gebildet werden. Vorzugsweise ist das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 aus einem faserbildenden, schmelzblasbaren oder zusammenspinnbaren, nicht-elastischen, raffbaren Material gebildet. Das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 kann jedoch durch Aufbringen eines kardierten Gewebes auf die Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 oder durch irgendein anderes Verfahren gebildet werden, welches zum Bilden eines faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 auf der Oberfläche des Gewebes 22 verwendet werden kann. Beispielhafte faserbildende Materialien zur Verwendung beim Bilden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 sind Polyestermaterialien, Polyolefinmaterialien oder Gemische eines oder mehrerer Polyestermaterialien mit einem oder mehreren Polyolefinmaterialien. Ein beispielhaftes faserbildendes Polyestermaterial ist Polyethylenterephthalat. Ein beispielhaftes faserbildendes Polyolefinmaterial ist Polypropylen. Bevorzugte Polypropylenmaterialien können von der Himont Company unter den Handelsbezeichnungen PC 973 und PF 301 erhalten werden.The materials that can be used to form the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 of this embodiment can include any of the materials listed above with respect to the fibrous nonwoven gatherable fabric 50. That is, the fibrous nonwoven gatherable material can be formed from any gatherable material that can be formed into a fibrous nonwoven gatherable fabric 50. For example, the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 could be formed from a blend of non-elastic materials with an elastic material, one or more non-elastic materials, or a blend of one or more elastic materials with two or more non-elastic materials. Preferably, the fibrous nonwoven gatherable web 50 is formed from a fiber-forming, meltblown or spunbondable, nonelastic gatherable material. However, the fibrous nonwoven gatherable web 50 may be formed by applying a carded web to the surface of the fibrous nonwoven elastic web 22 or by any other method that may be used to form a fibrous nonwoven gatherable web 50 on the surface of the web 22. Exemplary fiber-forming materials for use in forming the fibrous nonwoven gatherable web 50 are polyester materials, polyolefin materials, or blends of one or more polyester materials with one or more polyolefin materials. An exemplary fiber-forming polyester material is polyethylene terephthalate. An exemplary fiber-forming polyolefin material is polypropylene. Preferred polypropylene materials can be obtained from Himont Company under the trade designations PC 973 and PF 301.
In einigen Situationen kann es erwünscht sein, einzelne Teilchen eines oder mehrerer fester Materialien in eines oder beide Gewebe 22 und 50 während der Bildung der Gewebe 22 und 50 einzuarbeiten. Zum Beispiel kann es erwünscht sein, eine oder mehrere Fasern, wie etwa Baumwollfasern, Zellstoffasern, Polyesterfasern oder anderes teilchenförmige Material in eines oder beide der Gewebe 22 und 50 während ihrer Bildung einzuarbeiten. Dies kann durch Verwendung einer herkömmlichen Mitbildungsvorrichtung in Verbindung mit der Schmelzblas- oder Zusammenspinnvorrichtung 12 und/oder 48 ausgeführt werden. Eine derartige Mitbildungsvorrichtung ist dem Fachmann wohlbekannt und wird durch die im US-Patent 4 100 432 an Anderson offenbarte Vorrichtung allgemein veranschaulicht.In some situations, it may be desirable to incorporate individual particles of one or more solid materials into one or both of the fabrics 22 and 50 during formation of the fabrics 22 and 50 For example, it may be desirable to incorporate one or more fibers, such as cotton fibers, wood pulp fibers, polyester fibers, or other particulate material, into one or both of the webs 22 and 50 during their formation. This can be accomplished by using conventional co-forming equipment in conjunction with the meltblowing or co-spinning equipment 12 and/or 48. Such co-forming equipment is well known to those skilled in the art and is generally illustrated by the apparatus disclosed in U.S. Patent 4,100,432 to Anderson.
Nachdem das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 auf der oberen Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, klebenden, elastischen Gewebes 22 gebildet worden ist und gleichzeitig damit verbunden worden ist, wird das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 52 durch die Walzen 40 und 44 geführt, welche aus den vorstehend angeführten Gründen weder erhitzt zu werden brauchen noch irgendeinen übermäßigen Druck auf das elastische Verbundgewebe 52 auszuüben brauchen. Danach wird die Dehnungs- und Vorspannkraft auf das klebende, nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 22 gelöst, um das nicht-gewebte, elastische Gewebe 52 zu entspannen und zusammenzuziehen. Da das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 mit der Oberfläche des klebenden, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 verbunden wird, während das klebende, faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 gedehnt wird, führt das Entspannen und Zusammenziehen des nicht-gewebten, klebenden Verbundgewebes dazu, daß das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 mitgeführt, zusammengezogen und dadurch zu einem weichen verwobenen oder verfilzten Gewebe 50 gerafft wird, welches mit der Oberfläche des elastischen Gewebes 22 verbunden.After the fibrous nonwoven gatherable web 50 has been formed on the upper surface of the fibrous nonwoven adhesive elastic web 22 and simultaneously bonded thereto, the composite nonwoven elastic web 52 is passed through the rollers 40 and 44, which for the reasons stated above do not need to be heated nor apply any excessive pressure to the composite elastic web 52. Thereafter, the stretching and prestressing force on the adhesive nonwoven elastic web 22 is released to relax and contract the nonwoven elastic web 52. Since the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 is bonded to the surface of the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric 22 while the adhesive fibrous nonwoven elastic fabric 22 is stretched, the relaxation and contraction of the nonwoven adhesive composite fabric results in the fibrous nonwoven gatherable fabric 50 being entrained, contracted and thereby gathered into a soft woven or matted fabric 50 bonded to the surface of the elastic fabric 22.
Ein faseriges, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe, welches zuvor durch Schmelzblasen eines Gemischs von 60 Gew.-% eines A- B-A'-Blockcopolymers mit Polystyrol-A- und A'-Endblöcken und einem Poly(ethylen-butylen) - "B"-Mittelblock (von der Shell Chemical Company unter der Handelsbezeichnung KRATON® GX 1657 erhalten) und 40 Gew.-% eines Polyethylens (von U.S.I. Chemical Company unter der Handelsbezeichnung PE Na601 erhalten) gebildet worden war, wurde in aufgerollter Form bereitgestellt. Das vorangehende Schmelzblasen des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes wurde durch Extrudieren des Materialgemischs durch eine Schmelzblasdüse mit dreißig Extrusionskapillaren je laufendem Zoll Düsenspitze erreicht. Die Kapillaren hatten jeweils einen Durchmesser von etwa 0,037 cm (0,0145 Zoll) und eine Länge von etwa 0,287 cm (0,113 Zoll). Das Gemisch wurde durch die Kapillaren mit einem Durchsatz von etwa 0,52 g je Kapillare je min bei einer Temperatur von etwa 313ºC (595 Grad Fahrenheit) extrudiert.A fibrous, nonwoven, elastic fabric previously formed by melt blowing a blend of 60 wt.% of an A- B-A' block copolymer having polystyrene A and A' end blocks and a poly(ethylene-butylene) "B" middle block (obtained from Shell Chemical Company under the trade designation KRATON® GX 1657) and 40 wt.% of a polyethylene (obtained from USI Chemical Company under the trade designation PE Na601) was provided in rolled form. Preliminary meltblowing of the fibrous nonwoven elastic web was accomplished by extruding the material mixture through a meltblowing die having thirty extrusion capillaries per linear inch of die tip. The capillaries each had a diameter of about 0.037 cm (0.0145 inches) and a length of about 0.287 cm (0.113 inches). The mixture was extruded through the capillaries at a rate of about 0.52 g per capillary per minute at a temperature of about 313°C (595 degrees Fahrenheit).
Der auf das Gemisch ausgeübte Extrusionsdruck wurde in den Kapillaren zu 503 N/m² (73 Pfund je Quadratzoll) gemessen. Die Anordnung der Düsenspitze wurde so eingestellt, daß sie etwa 0,229 cm (0,090 Zoll) von der Ebene der äußeren Oberfläche der Luftpatten einwärts angebracht ist, welche die Formierungsluftspalte auf jeder Seite der Kapillaren bilden. Die Luftplatten wurden so eingestellt, daß die beiden Formierungsluftspalte, einer auf jeder Seite der Extrusionskapillaren, Luftspalte von etwa 0,170 cm (0,067 Zoll) bildeten. Die Formierungsluft zum Schmelzblasen des Gemischs wurde den Luftspalten bei einer Temperatur von etwa 316ºC (600 Grad Fahrenheit) und bei einem Druck von etwa 27,6 N/m² (4 Pfund je Quadratzoll) zugeführt. Die auf diese Weise gebildeten schmelzgeblasenen Fasern wurden auf ein Formband geblasen, welches etwa 38 cm (15 Zoll) von der Düsenspitze weg war.The extrusion pressure applied to the mixture was measured in the capillaries to be 503 N/m² (73 pounds per square inch). The nozzle tip location was adjusted to be located about 0.229 cm (0.090 inches) inward from the plane of the outer surface of the air plates forming the forming air gaps on each side of the capillaries. The air plates were adjusted so that the two forming air gaps, one on each side of the extrusion capillaries, formed air gaps of about 0.170 cm (0.067 inches). The forming air for meltblowing the mixture was supplied to the air gaps at a temperature of about 316°C (600 degrees Fahrenheit) and at a pressure of about 27.6 N/m² (4 pounds per square inch). The meltblown fibers thus formed were blown onto a forming belt which was approximately 38 cm (15 inches) from the die tip.
Später wurde das auf diese Weise gebildete faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe entrollt und durch Anwenden einer ziehenden, d. h. vorspannenden Kraft in Maschinenrichtung (MD) gedehnt und auf der Oberfläche des elastischen Gewebes wurde durch Schmelzblasen von Polypropylen (von der Himont Company unter der Handelsbezeichnung PC 973 erhalten) ein faseriges, nicht-gewebtes, raffbares Gewebe als Mikrofasern auf der oberen Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten elastischen Gewebes gebildet, während das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe bei seiner gedehnten Länge gehalten wurde.Later, the fibrous nonwoven elastic fabric thus formed was unrolled and stretched in the machine direction (MD) by applying a pulling, i.e., prestressing force, and a fibrous nonwoven gatherable fabric was formed on the surface of the elastic fabric by melt blowing polypropylene (obtained from Himont Company under the trade name PC 973) as microfibers on the upper surface of the fibrous nonwoven elastic fabric while the fibrous nonwoven elastic fabric was kept at its stretched length.
Das Schmelzblasen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Polypropylengewebes wurde durch Extrudieren des Polypropylens durch eine Schmelzblasdüse mit dreißig Extrusionskapillaren je laufendem Zoll der Düsenspitze erreicht. Die Kapillaren hatten jeweils einen Durchmesser von etwa 0,037 cm (0,0145 Zoll) und eine Länge von etwa 0,287 cm (0,113 Zoll). Das Polypropylen wurde durch die Kapillaren mit einem Durchsatz von etwa 0,38 g je Kapillare je min bei einer Temperatur von etwa 310ºC (590 Grad Fahrenheit) extrudiert. Der auf das Polypropylen ausgeübte Extrusionsdruck wurde in den Kapillaren zu 200 N/m² (29 Pfund je Quadratzoll) gemessen. Die Anordnung der Düsenspitze wurde so eingestellt, daß sie etwa mit der Ebene der äußeren Oberfläche der Luftplatten, welche die Formierungsluftspalte an jeder Seite-er Kapillaren bilden, in einer Ebene liegen. Die Luftplatten wurden so eingestellt, daß die beiden Formierungsluftspalte auf jeder Seite der Extrusionskapillaren Luftspalte von etwa 0,038 cm (0,015 Zoll) bildeten. Die Formierungsluft zum Schmelzblasen des Polypropylens wurde den Luftspalten bei einer Temperatur von etwa 316ºC (600 Grad Fahrenheit) und bei einem Druck von etwa 27,6 N/m² (4 Pfund je Quadratzoll) zugeführt. Die auf diese Weise gebildeten schmelzgeblasenen Mikrofasern wurden direkt auf die obere Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes schmelzgeblasen, welches ungefähr sechszehn Zoll von der Düsenspitze angebracht war. Aufgrund dieser Verarbeitungsbedingungen betrug die Viskosität des Polypropylens etwa 2 Pas (20 Poise) und Polypropylen- Mikrofasern wurden auf der Oberfläche des faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebes mit einem sehr kleinen Durchmesser gebildet.Meltblowing of the fibrous nonwoven gatherable polypropylene web was accomplished by extruding the polypropylene through a meltblowing die having thirty extrusion capillaries per linear inch of die tip. The capillaries each had a diameter of about 0.037 cm (0.0145 inches) and a length of about 0.287 cm (0.113 inches). The polypropylene was extruded through the capillaries at a rate of about 0.38 g per capillary per minute at a temperature of about 310ºC (590 degrees Fahrenheit). The extrusion pressure exerted on the polypropylene was measured in the capillaries to be 200 N/m² (29 pounds per square inch). The die tip location was adjusted to be approximately flush with the plane of the outer surface of the air plates forming the forming air gaps on each side of the capillaries. The air plates were adjusted so that the two forming air gaps on each side of the extrusion capillaries formed air gaps of approximately 0.038 cm (0.015 inches). The forming air for melt blowing the polypropylene was supplied to the air gaps at a temperature of approximately 316°C (600 degrees Fahrenheit) and at a pressure of approximately 27.6 N/m² (4 pounds per square inch). The melt blown microfibers thus formed were melt blown directly onto the upper surface of the fibrous nonwoven elastic web which was positioned approximately sixteen inches from the die tip. Due to these processing conditions, the viscosity of the polypropylene was about 2 Pas (20 poise) and polypropylene microfibers were formed on the surface of the fibrous nonwoven elastic fabric with a very small diameter.
Als nächstes wurde die ziehende, vorspannende Kraft verringert, um dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe zu gestatten, sich zusammenzuziehen und das schmelzgeblasene Polypropylengewebe in Maschinenrichtung gerafft werden zu lassen. Das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe, welches gebildet wurde, besaß einen Verbund zwischen den Schichten, welcher anscheinend aus dem Verhaken der einzelnen Fasern der beiden Gewebe miteinander folgte, da die Gewebe ansonsten weder durch Klebstoffe noch Wärmeverbinden verbunden waren.Next, the pulling prestressing force was reduced to allow the fibrous nonwoven elastic web to contract and gather the meltblown polypropylene web in the machine direction. The nonwoven elastic composite web that was formed had a bond between the layers that appeared to result from the entanglement of the individual fibers of the two webs with each other, since the webs were not otherwise bonded by either adhesives or heat bonding.
Proben des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes selbst und Proben des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes wurden darauf durch einen Instron Dehnungsmesser Modell 1122 gedehnt, welcher jede Probe um 100% längte, was das zweifache ihrer ungedehnten Länge ist, und darauf wurde der Probe gestattet, zu einem ungedehnten Zustand zurückzukehren. Dieses Verfahren wurde darauf drei Mal wiederholt und anschließend wurde jede Probe bis zum Reißen gelängt. Jede Probe war 5,08 cm (zwei (2) Zoll) breit und 12,7 cm (fünf (5) Zoll) lang und der anfängliche Klemmbackenabstand bei dem Testgerät wurde auf 2,54 cm (ein (1) Zoll) eingestellt. Die Proben wurden der Länge nach in das Testgerät verbracht und mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm (fünf (5) Zoll) je Minute gelängt. Die Daten in Maschinenrichtung wurde von Proben mit einer Länge in Maschinenrichtung von 12,7 cm (fünf (5) Zoll) und einer Breite in Querrichtung von 5,08 cm (zwei (2) Zoll) erhalten. Die Messungen in Quer- oder quer zur Maschinenrichtung wurden an Proben mit einer Länge von 12,7 cm (fünf (5) Zoll) in der Maschinenquerrichtung und einer Breite von 5,08 cm (zwei (2) Zoll) in Maschinenrichtung erhalten. Die Daten, welche für das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe erhalten wurden, sind nachstehend in Tabelle 111 tabelliert und die Daten, welche für das elastische Verbundgewebe erhalten wurden, sind nachstehend in Tabelle IV tabelliert. TABELLE III - FASERIGES NICHT-GEWEBTES, ELASTISCHES GEWEBE Messung Maschinenrichtung Gedehnt Dehnungszahl Höchst-TEA* cm/kg (Zoll-Pfund) Höchst-Belastung kg (Pfund) Höchst-Längung cm (Zoll) Durchschn. Std. Abw. Durchschn. Std. Abw. bis zum Reißen Messungen in Querrichtung Gedehnt Dehnungszahl Höchst-TEA* cm/kg (Zoll-Pfund) Höchst-Belastung kg (Pfund) Höchst-Längung cm (Zoll) Durchschn. Std. Abw. Durchschn. Std. Abw. bis zum Reißen TABELL IV - NICHT-GEWEBTES ELASTISCHES VERBUNDGEWEBE Messung in Maschinenrichtung Gedehnt Dehnungszahl Höchst-TEA* cm/kg (Zoll-Pfund) Höchst-Belastung kg (Pfund) Höchst-Längung cm (Zoll) Durchschn. Std. Abw. Reißen Std. Abw. Messung in Querrichtung Gedehnt Dehnungszahl Höchst-TEA* cm/kg (Zoll-Pfund) Höchst-Belastung kg (Pfund) Höchst-Längung cm (Zoll) Durchschn. Std. Abw. bis zum ReißenSamples of the fibrous nonwoven elastic fabric itself and samples of the nonwoven elastic composite fabric were then stretched by an Instron Model 1122 extensometer which elongated each sample 100%, which is twice its unstretched length, and then the sample was allowed to return to an unstretched state. This procedure was then repeated three times and then each sample was elongated to break. Each sample was 5.08 cm (two (2) inches) wide and 12.7 cm (five (5) inches) long and the initial jaw spacing on the tester was set at 2.54 cm (one (1) inch). The samples were loaded lengthwise into the tester and elongated at a rate of 12.7 cm (five (5) inches) per minute. The machine direction data were obtained from samples having a machine direction length of five (5) inches (12.7 cm) and a cross direction width of two (2) inches (5.08 cm). The cross or cross machine direction measurements were obtained from samples having a cross machine direction length of five (5) inches (12.7 cm) and a machine direction width of two (2) inches (5.08 cm). The data obtained for the fibrous nonwoven elastic fabric are tabulated below in Table 111 and the data obtained for the composite elastic fabric are tabulated below in Table IV. TABLE III - FIBROUS NONWOVEN ELASTIC FABRIC Measurement Machine Direction Stretched Elongation Number Maximum TEA* cm/kg (inch-pounds) Maximum Load kg (lbs) Maximum Elongation cm (inches) Avg. Std. Dev. Average Std. Deviation to Break Transverse Measurements Stretched Elongation Factor Maximum TEA* cm/kg (inch-pounds) Maximum Load kg (pounds) Maximum Elongation cm (inches) Avg. Std. Dev. Average Std. Deviation to Break TABLE IV - NONWOVEN ELASTIC COMPOSITE FABRICS Machine Direction Measurement Stretched Elongation Number Maximum TEA* cm/kg (inch-pounds) Maximum Load kg (pounds) Maximum Elongation cm (inches) Avg. Std. Dev. Snatch Std. Dev. Transverse Measurement Stretched Elongation Factor Maximum TEA* cm/kg (inch-pounds) Maximum Load kg (pounds) Maximum Elongation cm (inches) Average Std. Def. to Break
Die Tabellen III und IV offenbaren die absorbierte Gesamtenergie in cm/kg (Zoll-Pfund) und die Höchst- (Maximal-) belastung in kg (Pfund), welche während jeder Wiederholung erfahren werden, und die Größe jeder Höchst- (Maximal-) längung in cm (Zoll) bei Dehnen der Proben bei jeder Wiederholung des 100%-Längungsverfahrens und beim Längen der Probe bis zum Reißen. Es ist zu erkennen, daß die zum Dehnen der Probe in Maschinenrichtung um 100% bei der Höchstbelastung erfahrene Energie bei einem derartigen Dehnen für das faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe und das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe etwa dieselbe ist. Dies ist zu erwarten, da das schmelzgeblasene Polypropylengewebe in Maschinenrichtung gerafft ist und im allgemeinen wenig Energie erfordert, um in Maschinenrichtung gedehnt zu werden. Bei der Dehnung bis zum Reißen erhöhte sich die Höchstbelastung für das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe über 70%, was anzeigt, daß das schmelzgeblasene Polypropylengewebe zur Festigkeit des nichtgewebten, elastischen Verbundgewebes beitrug.Tables III and IV disclose the total energy absorbed in cm/kg (inch-pounds) and the peak (maximum) load in kg (pounds) experienced during each repetition and the magnitude of each peak (maximum) elongation in cm (inches) when the specimens were stretched during each repetition of the 100% elongation procedure and when the sample is elongated to break. It can be seen that the energy experienced to stretch the sample 100% in the machine direction at the peak load during such stretching is approximately the same for the fibrous nonwoven elastic fabric and the nonwoven elastic composite fabric. This is expected since the meltblown polypropylene fabric is gathered in the machine direction and generally requires little energy to be stretched in the machine direction. When stretched to break, the peak load for the nonwoven elastic composite fabric increased over 70%, indicating that the meltblown polypropylene fabric contributed to the strength of the nonwoven elastic composite fabric.
Quer zur Maschinenrichtung (TD), wo das schmelzgeblasene Polypropylen nicht gerafft ist, ist die Höchstbelastung für die anfängliche Dehnung des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes über 60% größer als die Höchstbelastung für das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe. Dies zeigt an, daß das schmelzgeblasene Polypropylengewebe selbst bei niedrigen Ausdehnungen zur Festigkeit des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes beiträgt. Zusätzlich stellt die von dem nichtgewebten, elastischen Verbundgewebe absorbierte höchste Gesamtenergie eine 50%ige Zunahme gegenüber derjenigen des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes bei der ersten Dehnung dar und nimmt anschließend bei den darauffolgenden Dehnungen tatsächlich ab. Dies zeigt an, daß das schmelzgeblasene Polypropylengewebe während der ersten Dehnung beträchtlich zerbrochen (zerrissen) wurde und zur Gesamtenergie des Verbundgewebes nicht mehr beiträgt.In the cross machine direction (TD), where the meltblown polypropylene is not gathered, the peak load for the initial elongation of the nonwoven elastic composite fabric is over 60% greater than the peak load for the fibrous nonwoven elastic composite fabric. This indicates that the meltblown polypropylene fabric contributes to the strength of the nonwoven elastic composite fabric even at low elongations. In addition, the peak total energy absorbed by the nonwoven elastic composite fabric represents a 50% increase over that of the fibrous nonwoven elastic composite fabric at the first elongation and then actually decreases at subsequent elongations. This indicates that the meltblown polypropylene fabric was significantly broken (torn) during the first elongation and no longer contributes to the total energy of the composite fabric.
Es wurde beobachtet, daß das "Atmungsvermögen" des nichtgewebten, elastischen Verbundgewebes verglichen mit dem "Atmungsvermögen" des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes immer noch gut war. Zusätzlich war das Verbundgewebe wegen des dünnen Gewebes aus schmelzgeblasenen Polypropylenmikrofasern, welche auf die Oberfläche des faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebes aufgebracht worden sind, aufgrund der wasserabstoßenden Eigenschaften von Polypropylen wasserabstoßender. Weiterhin veränderte das Aufbringen des dünnen Gewebes aus schmelzgeblasenen Mikrofasern auf die Oberfläche des schmelzgeblasenen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes das gummiartige Gefühl des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes in ein weiches, angenehmes Gefühl.It was observed that the "breathability" of the nonwoven elastic composite fabric was still good compared to the "breathability" of the fibrous nonwoven elastic fabric. In addition, because of the thin web of meltblown polypropylene microfibers applied to the surface of the fibrous nonwoven elastic fabric, the composite fabric was more water repellent due to the water repellent properties of polypropylene. Furthermore, applying the thin web of meltblown microfibers to the surface of the meltblown nonwoven elastic fabric changed the rubbery feel of the fibrous nonwoven elastic fabric into a soft, comfortable feel.
Ein faseriges, nicht-gewebtes Gewebe, welches zuvor durch Schmelzblasen eines Gemischs von 60 Gew.-% eines A-B-A'- Blockcopolymers mit Polystyrol-"A"- und -"A'"-Endblöcken und einem Poly(ethylen-butylen)-"B"-Mittelblock (von der Shell Chemical Company unter der Handelsbezeichnung KRATON® GX 1657 erhalten) und 40 Gew.-% eines Polyethylens (von U.S.I. unter der Handelsbezeichnung PE Na 601 erhalten) gebildet worden war, wurde in aufgerollter Form bereitgestellt.A fibrous nonwoven web previously formed by melt blowing a blend of 60 wt.% of an A-B-A' block copolymer having polystyrene "A" and "A'" end blocks and a poly(ethylene-butylene) "B" midblock (obtained from Shell Chemical Company under the trade designation KRATON® GX 1657) and 40 wt.% of a polyethylene (obtained from U.S.I. under the trade designation PE Na 601) was provided in rolled form.
Das vorhergehende Schmelzblasen des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes wurde durch Extrudieren des Materialgemisches durch eine Schmelzblasdüse mit dreißig Extrusionskapillaren auf 2,54 cm (Zoll) der Düsenspitze durchgeführt. Die Kapillaren besaßen einen Durchmesser von etwa 0,0368 cm (0,0145 Zoll) und eine Länge von etwa 0,287 cm (0,113 Zoll). Das Gemisch wurde in einer Geschwindigkeit von etwa 0,50 g je Kapillare je min bei einer Temperatur von etwa 570 Grad Fahrenheit durch die Kapillaren extrudiert. Der auf das Gemisch ausgeübte Extrusionsdruck wurde in den Kapillaren zu 0,99 kN/m² (144 Pfund je Quadratzoll) gemessen. Es wird jedoch gegenwärtig angenommen, daß diese Messung aufgrund eines defekten Druckfühlers fehlerhaft war. Die Anordnung der Düsenspitze wurde so eingestellt, daß sie etwa 0,279 cm (0,110 Zoll) von der Ebene der äußeren Oberfläche der Luftplatten einwärts angebracht war, welche die Formierungsluftspalte auf jeder Seite der Kapillaren bilden. Die Luftplatten wurden so eingestellt, daß die beiden Formierungsluftspalte, einer auf jeder Seite der Extrusionskapillaren, Spalte von etwa 0,279 cm (0,110 Zoll) bildeten. Die Formierungsluft zum Schmelzblasen des Gemischs wurde den Luftspalten bei einer Temperatur von etwa 323ºC (614 Grad Fahrenheit) und bei einem Druck von etwa 27,6 N/m² (4 Pfund je Quadratzoll) zugeführt. Die schmelzgeblasenen Mikrofasern wurden auf einem Formband gebildet, von welchem angenommen wird, daß es etwa 40,64 cm (16 Zoll) von der Düsenspitze weg war. Eine Messung dieses Abstandes wurde tatsächlich jedoch nicht gemacht.The preliminary melt blowing of the fibrous nonwoven elastic web was accomplished by extruding the material mixture through a melt blowing die having thirty extrusion capillaries at 2.54 cm (inch) of the die tip. The capillaries were about 0.0368 cm (0.0145 inches) in diameter and about 0.287 cm (0.113 inches) long. The mixture was extruded through the capillaries at a rate of about 0.50 grams per capillary per minute at a temperature of about 570 degrees Fahrenheit. The extrusion pressure exerted on the mixture was measured in the capillaries to be 0.99 kN/m² (144 pounds per square inch). However, it is currently believed that this measurement was in error due to a defective pressure sensor. The nozzle tip location was adjusted to be located about 0.279 cm (0.110 inches) inward from the plane of the outer surface of the air plates forming the forming air gaps on each side of the capillaries. The air plates were adjusted so that the two forming air gaps, one on each side of the extrusion capillaries, formed gaps of about 0.279 cm (0.110 inches). The forming air for meltblowing the mixture was supplied to the air gaps at a temperature of about 323°C (614 degrees Fahrenheit) and at a pressure of about 27.6 N/m² (4 pounds per square inch). The meltblown microfibers were formed on a forming belt which is believed to have been approximately 40.64 cm (16 inches) from the nozzle tip. However, no measurement of this distance was actually made.
Später wurde das auf diese Weise gebildete faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe abgerollt und durch Anwenden einer ziehenden, d. h. vorspannenden Kraft in Maschinenrichtung (MD) gedehnt und auf der Oberfläche des elastischen Gewebes wurde durch Schmelzblasen von Polypropylen (von der Himont Company unter der Handelsbezeichnung PF 301 erhalten) ein faseriges, nicht-gewebtes, raffbares Gewebe als Mikrofasern auf der oberen Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes gebildet, während das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe bei seiner gedehnten Länge gehalten wurde.Later, the fibrous nonwoven elastic fabric thus formed was unrolled and stretched in the machine direction (MD) by applying a pulling, i.e., prestressing force, and a fibrous nonwoven gatherable fabric was formed on the surface of the elastic fabric by melt blowing polypropylene (obtained from Himont Company under the trade name PF 301) as microfibers on the upper surface of the fibrous nonwoven elastic fabric while the fibrous nonwoven elastic fabric was kept at its stretched length.
Das Schmelzblasen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Polypropylengewebes wurde durch Extrudieren des Polypropylens durch eine Schmelzblasdüse mit dreißig Extrusionskapillaren auf 2,54 cm (Zoll) der Düsenspitze durchgeführt. Die Kapillaren besaßen jeweils einen Durchmesser von etwa 0,0368 cm (0,0145 Zoll) und eine Länge von etwa 0,287 cm (0,113 Zoll). Das Polypropylen wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,75 g je Kapillare je min bei einer Temperatur von etwa 310ºC (590 Grad Fahrenheit) durch die Kapillaren extrudiert. Der auf das Polypropylengemisch ausgeübte Extrusionsdruck wurde in den Kapillaren zu etwa 1,28 kN/m² (186 Pfund je Quadratzoll) gemessen. Die Anordnung der Düsenspitze wurde so eingestellt, daß sie etwa 0,025 cm (0,010 Zoll) von der Ebene der äußeren Oberfläche der Luftplatten einwärts angebracht war, welche die Formierungsluftspalte auf jeder Seite der Kapillaren bilden. Die Luftplatten wurden so eingestellt, daß die beiden Formierungsluftspalte, einer auf jeder Seite der Extrusionskapillaren, Luftspalte von etwa 0,046 cm (0,018 Zoll) bildete. Die Formierungsluft zum Schmelzblasen des Polypropylens wurde den Luftspalten bei einer Temperatur von etwa 316ºC (600 Grad Fahrenheit) und bei einem Druck von etwa 14 N/m² (2 Pfund je Quadratzoll) zugeführt. Der Abstand zwischen der Düsenspitze und der Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes, auf welchem das raffbare Polypropylengewebe gebildet wurde, betrug etwa 25,4 cm (10 Zoll). Wegen dieser Verfahrensbedingungen betrug die Viskosität des Polypropylens etwa 12,4 Pas (124 Poise) und auf der Oberfläche des gedehnten, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes wurden schmelzgeblasene Mikrofasern mit größerem Durchmesser gebildet.Meltblowing of the fibrous nonwoven gatherable polypropylene web was accomplished by extruding the polypropylene through a meltblowing die having thirty extrusion capillaries at 2.54 cm (inches) from the die tip. The capillaries each had a diameter of about 0.0368 cm (0.0145 inches) and a length of about 0.287 cm (0.113 inches). The polypropylene was extruded through the capillaries at a rate of about 0.75 grams per capillary per minute at a temperature of about 310°C (590 degrees Fahrenheit). The extrusion pressure exerted on the polypropylene blend was measured in the capillaries to be about 1.28 kN/m² (186 pounds per square inch). The nozzle tip location was adjusted so that it was located about 0.025 cm (0.010 inches) inward from the plane of the outer surface of the air plates forming the forming air gaps on each side of the capillaries. The air plates were adjusted so that the two forming air gaps, one on each side of the extrusion capillaries, formed air gaps of about 0.046 cm (0.018 inches). The forming air for melt blowing the polypropylene was supplied to the air gaps at a temperature of about 316°C (600 degrees Fahrenheit) and at a pressure of about 14 N/m² (2 pounds per square inch). The distance between the nozzle tip and the surface of the fibrous nonwoven elastic The length of the fabric on which the gatherable polypropylene fabric was formed was about 25.4 cm (10 inches). Because of these process conditions, the viscosity of the polypropylene was about 12.4 Pas (124 poise) and larger diameter meltblown microfibers were formed on the surface of the stretched fibrous nonwoven elastic fabric.
Als nächstes wurde die ziehende, vorspannende Kraft verringert, um dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe zu gestatten, sich zusammenzuziehen und das schmelzgeblasene Polypropylengewebe in Maschinenrichtung gerafft werden zu lassen. Das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe, welches gebildet wurde, besaß einen Verbund zwischen den Schichten, welcher anscheinend-aus dem Verhaken der einzelnen Fasern der beiden Gewebe miteinander folgte, da die Gewebe ansonsten weder durch Klebstoffe noch Wärmeverbinden verbunden waren.Next, the pulling, prestressing force was reduced to allow the fibrous nonwoven elastic web to contract and gather the meltblown polypropylene web in the machine direction. The nonwoven elastic composite web that was formed had a bond between the layers that appeared to result from the entanglement of the individual fibers of the two webs with each other, since the webs were not otherwise bonded by either adhesives or heat bonding.
Proben dieses faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes selbst und Proben des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes wurden darauf durch einen Instron Dehnungsmesser Modell 1122 gedehnt, welcher jede Probe um 100% längte, was das zweifache ihrer ungedehnten Länge ist, und darauf wurde der Probe gestattet, zu einem ungedehnten Zustand zurückzukehren. Dieses Verfahren wurde darauf 3 Mal wiederholt und anschließend wurde jede Probe bis zum Reißen gelängt. Jede Probe war 5,1 cm (zwei Zoll) breit und 12,7 cm (5 Zoll) lang und der anfängliche Klemmbackenabstand bei dem Testgerät wurde auf 2,54 cm (1 Zoll) eingestellt. Die Proben wurden der Länge nach in das Testgerät verbracht und mit einer Geschwindigkeit von 12,7 cm (5 Zoll) je Minute gelängt. Die Daten in Maschinenrichtung wurde von Proben mit einer Länge in Maschinenrichtung von 12,7 cm (5 Zoll) und einer Breite in Querrichtung von 5,1 cm (2 Zoll) erhalten. Die Messungen in Quer- oder quer zur Maschinenrichtung wurden an Proben mit einer Länge von 12,7 cm (5 Zoll) in Querrichtung und einer Breite von 5,1 cm (2 Zoll) in Maschinenrichtung erhalten. Die Daten, welche für das in Beispiel 2 gebildete nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe erhalten wurden, sind nachstehend in Tabelle V tabelliert.Samples of this fibrous nonwoven elastic fabric itself and samples of the nonwoven elastic composite fabric were then stretched by an Instron Model 1122 extensometer which elongated each sample 100%, which is twice its unstretched length, and then the sample was allowed to return to an unstretched state. This procedure was then repeated 3 times and then each sample was elongated to break. Each sample was 5.1 cm (two inches) wide and 12.7 cm (5 inches) long and the initial jaw spacing on the tester was set at 2.54 cm (1 inch). The samples were placed lengthwise into the tester and elongated at a rate of 12.7 cm (5 inches) per minute. The machine direction data was obtained from samples having a machine direction length of 12.7 cm (5 inches) and a cross direction width of 5.1 cm (2 inches). The measurements in the cross or machine direction were obtained from samples having a cross direction length of 12.7 cm (5 inches) and a machine direction width of 5.1 cm (2 inches). The data obtained for the nonwoven elastic composite fabric formed in Example 2 are tabulated below in Table V.
Die nachstehende Tabelle V veranschaulicht, daß die 100%- Dehnungen in Maschinenrichtung wenig Energie oder Belastung erforderten, während sich die absorbierte Gesamtenergie um etwa das 7-fache erhöhte und sich die Höchstbelastung um etwa das 3- fache erhöhte, wenn der Verbund in Maschinenrichtung zum Zerreißen gedehnt wurde. In Querrichtung, wo das Schmelzgeblasene nicht gerafft war, absorbierte die anfängliche 100%-Dehnung etwa 3,5-mal soviel Energie wie die zum Zerreißen absorbierte Gesamtenergie und etwa 4- bis 5-mal soviel Energie wie irgendeine der darauffolgenden 100%-Dehnungen. Weiter war die Höchstbelastung für die erste Dehnung in Querrichtung etwa 40% höher als die Spitzenbelastung für irgendeine der darauffolgenden Dehnungen in Querrichtung, einschließlich des Dehnens bis zum Zerreißen. TABELLE V - NICHT-GEWEBTES ELASTISCHES VERBUNDGEWEBE Messung in Maschinenrichtung Gedehnt Dehnungszahl Höchst-TEA* cm/kg (Zoll-Pfund) Höchst-Belastung kg (Pfund) Höchst-Längung cm (Zoll) Durchschn. Std. Abw. Std. Abw. Durchschn. bis zumn Reißen Messung in Querrichtung Gedehnt Dehnungszahl Höchst-TEA* cm/kg (Zoll-Pfund) Höchst-Belastung kg (Pfund) Höchst-Längung cm (Zoll) Durchschn. Std. Abw. bis zum ReißenTable V below illustrates that the 100% machine direction stretches required little energy or stress, while the total energy absorbed increased by about 7 times and the peak stress increased by about 3 times when the composite was stretched to break in the machine direction. In the cross direction, where the meltblown was not gathered, the initial 100% stretch absorbed about 3.5 times as much energy as the total energy absorbed to break and about 4 to 5 times as much energy as any of the subsequent 100% stretches. Further, the peak stress for the first cross direction stretch was about 40% higher than the peak stress for any of the subsequent cross direction stretches, including stretching to break. TABLE V - NONWOVEN ELASTIC COMPOSITE FABRICS Machine Direction Measurement Stretched Elongation Number Maximum TEA* cm/kg (inch-lbs.) Maximum Stress kg (lbs.) Maximum Elongation cm (inches) Avg Std. Dev. Std. Dev. Avg. until tearing Measurement in transverse direction Stretched Elongation factor Maximum TEA* cm/kg (inch-pounds) Maximum load kg (pounds) Maximum elongation cm (inches) Average Std. deflection to break
* = absorbierte Gesamtenergie* = total energy absorbed
** = Durchschnitt** = Average
*** = Standardabweichung*** = standard deviation
**** = Durchschnitt zweier Messungen. Aus der dritten Messung wurden Werte von 13,294 (2,376) für die höchste TEA, 0,559 (1,232) für die Höchstbelastung und 14,247 (5,609) für die Höchstdehnung erhalten. Von diesen Werten wird angenommen, daß sie falsch sind, da sie von den durch die anderen zwei Messungen erhaltenen Werten derart abweichen.**** = Average of two measurements. From the third measurement, values of 13.294 (2.376) for the highest TEA, 0.559 (1.232) for the maximum load, and 14.247 (5.609) for the maximum strain were obtained. These values are believed to be incorrect because they differ so much from the values obtained from the other two measurements.
Solange nicht anders besonders angegeben, stellen die in den Tabellen III, IV und V (vorstehend) berichteten Daten einen Durchschnittswert dar, welcher durch Aufnahme von fünf Einzelmessungen für jede Messung in Maschinenrichtung und drei Einzelmessungen für jede Messung in Querrichtung erhalten wurde.Unless otherwise specifically stated, the data reported in Tables III, IV and V (above) represent an average value obtained by taking five individual measurements for each machine direction measurement and three individual measurements for each transverse direction measurement.
Das Flächengewicht des für Beispiel I verwendeten schmelzgeblasenen, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes betrug 67,3 g/m² und das Flächengewicht des schmelzgeblasenen, raffbaren Polypropylengewebes, welches auf der Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten elastischen Gewebes von Beispiel I gebildet wurde, wurde zu 12,2 g/m² gemessen. Der Grad der Entspannung oder des Zusammenziehens des nicht-gewebten, elastischen Gewebes von Beispiel I betrug etwa 54%.The basis weight of the meltblown fibrous nonwoven elastic web used for Example I was 67.3 g/m² and the basis weight of the meltblown gatherable polypropylene web formed on the surface of the fibrous nonwoven elastic web of Example I was measured to be 12.2 g/m². The degree of relaxation or contraction of the nonwoven elastic web of Example I was about 54%.
Dieser Entspannungsgrad des Verbunds wurde durch Entnehmen einer Probe des Verbunds mit einer entspannten Länge von etwa 10,16 cm (4,0 Zoll) in Maschinenrichtung und Dehnen der Probe in Maschinenrichtung, bis ein Widerstand gegen die Dehnung der Probe durch das geraffte Polypropylen bemerkt wurde, das heißt, gerade bis die Raffung in dem Polypropylengewebe entfernt war, bestimmt. An diesem Punkt war die Probe von 10,16 cm (4,0 Zoll) auf etwa 22,23 cm (8,75 Zoll) in Maschinenrichtung gedehnt worden.This degree of relaxation of the composite was determined by taking a sample of the composite with a relaxed length of about 10.16 cm (4.0 inches) in the machine direction and stretching the sample in the machine direction until resistance to stretching the sample was noted by the gathered polypropylene, that is, just until the gathers in the polypropylene fabric were removed. At this point, the sample had been stretched from 10.16 cm (4.0 inches) to about 22.23 cm (8.75 inches) in the machine direction.
Das Flächengewicht des in Beispiel II verwendeten faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes betrug etwa 66,2 g/m² und das Flächengewicht des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Polypropylengewebes, welches auf die Oberfläche des elastischen Gewebes in Beispiel II schmelzgeblasen war, wurde zu etwa 21,4 g/m² gemessen. Der Grad der Entspannung oder des Zusammenziehens des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes von Beispiel II wurde zu etwa 42% bestimmt. Dieser Entspannungsgrad wurde durch Entnehmen einer Probe des Verbunds mit einer entspannten Länge von etwa 30,48 cm (12 Zoll) in Maschinenrichtung und Dehnen der Probe in Maschinenrichtung, bis ein Widerstand gegen die Dehnung der Probe durch das geraffte Polypropylen bemerkt wurde, das heißt, gerade bis die Raffung in dem Polypropylengewebe entfernt war, bestimmt. An diesem Punkt war die Probe von 30,48 cm (12 Zoll) auf etwa 52,58 cm (20,7 Zoll) gedehnt worden.The basis weight of the fibrous nonwoven elastic fabric used in Example II was about 66.2 g/m² and the basis weight of the fibrous nonwoven gatherable polypropylene fabric meltblown onto the surface of the elastic fabric in Example II was measured to be about 21.4 g/m². The degree of relaxation or contraction of the nonwoven elastic composite fabric of Example II was determined to be about 42%. This degree of relaxation was determined by taking a sample of the composite having a relaxed length of about 30.48 cm (12 inches) in the machine direction and stretching the sample in the machine direction until resistance to stretching the sample by the gathered polypropylene was noted, that is, just until the gathers in the polypropylene fabric were removed. At this point, the sample had been stretched from 30.48 cm (12 inches) to approximately 52.58 cm (20.7 inches).
Bei der Beobachtung des entspannten, zusammengezogenen, nichtgewebten, elastischen Verbundgewebes wurde beobachtet, daß das schmelzgeblasene Polypropylengewebe ein gekräuseltes, gerafftes Aussehen zeigte, wobei die Kräusel- oder Raffungslinien im allgemeinen quer zu der Richtung verliefen, in welche das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe während der Bildung des schmelzgeblasenen Polypropylengewebes auf der Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes gedehnt wurde (d. h. quer zur Maschinenrichtung). Interessanterweise wurde auch beobachtet, daß das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe des zusammengezogenen und entspannten nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes Kräusel- oder Raffungslinien zeigte, welche im allgemeinen parallel zur Richtung des Dehnens des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes während der Bildung des schmelzgeblasenen Polypropylens waren, welches auf dessen Oberfläche enthalten ist (d. h. die Kräusel- oder Raffungslinien des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes waren im allgemeinen parallel zur Maschinenrichtung). Demgemäß enthielten die beiden Gewebeverbände Gewebe mit sich kreuzenden Kräusel- oder Raffungslinien, welche sich im allgemeinen im rechten Winkel kreuzten. Die Bildung der Kräusel- oder Raffungslinien in dem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Polypropylengewebe wäre im Hinblick auf das Raffen dieses Gewebes in Maschinenrichtung zu erwarten. Die Bildung der Kräusel- oder Raffungslinien in dem faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebe und insbesondere die Bildung von Kräusel- oder Raffungslinien in dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe, welche sich im allgemeinen im rechten Winkel mit den Kräusel- oder Raffungslinien der faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Polypropylengewebe kreuzen, war jedoch unerwartet.Upon observation of the relaxed, gathered composite nonwoven elastic web, it was observed that the meltblown polypropylene web exhibited a crinkled, gathered appearance with the lines of gathering or gathering generally transverse to the direction in which the fibrous nonwoven elastic web was stretched during formation of the meltblown polypropylene web on the surface of the fibrous nonwoven elastic web (i.e., cross machine direction). Interestingly, it was also observed that the fibrous nonwoven elastic web of the contracted and relaxed nonwoven elastic composite web exhibited gather lines which were generally parallel to the direction of stretching of the fibrous nonwoven elastic web during formation of the meltblown polypropylene contained on its surface (i.e., the gather lines of the fibrous nonwoven elastic web were generally parallel to the machine direction). Accordingly, the two web composites contained webs with intersecting gather lines which generally crossed at right angles. The formation of the gather lines in the fibrous nonwoven elastic web gatherable polypropylene fabric would be expected with respect to the gathering of that fabric in the machine direction. However, the formation of the gather or gather lines in the fibrous nonwoven elastic fabric and in particular the formation of gather or gather lines in the fibrous nonwoven elastic fabric which generally intersect at right angles with the gather or gather lines of the fibrous nonwoven gatherable polypropylene fabrics was unexpected.
Ein Teil des nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes mit einer Länge ungefähr in Maschinenrichtung (MD) von etwa 14,9 cm (5 und 7/8 Zoll) und einer Abmessung ungefähr in Querrichtung (TD) von etwa 11,4 cm (44 Zoll) wurde von dem nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebe abgeschnitten und das geraffte, faserige, nicht-gewebte, schmelzgeblasene Polypropylengewebe wurde-von dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe abgetrennt. Nachdem das geraffte, faserige, nicht-gewebte, schmelzgeblasene Polypropylengewebe von dem faserigen, nichtgewebten, elastischen Gewebe abgetrennt worden war, wurde beobachtet, daß das geraffte, faserige, nicht-gewebte, schmelzgeblasene Polypropylengewebe eine entspannte Abmessung in Maschinenrichtung von etwa 17,78 cm (7 Zoll) annahm und seine Abmessung in Querrichtung von etwa 11,43 cm (44 Zoll) behielt. Bedeutsamerweise behielt das faserige, nicht-gewebte, geraffte Gewebe im wesentlichen seinen gekräuselten oder gerafften Aufbau in Maschinenrichtung. Darüber hinaus konnte das abgetrennte, geraffte Polypropylengewebe nach Anwendung einer dehnenden und vorspannenden Kraft in Maschinenrichtung in Maschinenrichtung gedehnt werden und kehrte nach Lösen der dehnenden und vorspannenden Kraft zu seiner im wesentlichen entspannten und nicht vorgespannten und nicht gedehnten, gerafften Abmessung von 17,78 auf 11,43 cm (7 Zoll auf 44 Zoll) zurück, das heißt zog sich zusammen. Zum Beispiel wurde die Probe nach Dehnung der Probe des gerafften, faserigen, nichtgewebten Polypropylengewebes von 17,78 auf 11,43 cm (7 Zoll auf 44 Zoll) in Maschinenrichtung (MD) in einem Ausmaß, wo die Raffung im wesentlichen geglättet worden war, gemessen und es wurde gefunden, daß sie eine Länge in Maschinenrichtung (MD) von etwa 24,13 cm (9½ Zoll) und eine Abmessung in Querrichtung (TD) von etwa 11,43 cm (4½ Zoll) besaß. Wenn die dehnende, vorspannende Kraft von der Probe gelöst wurde, kehrte sie innerhalb einer Minute zu einer Abmessung in Maschinenrichtung (MD) von gerade über sieben Zoll und einer Abmessung in Querrichtung (TD) von etwa 11,43 cm (4½ Zoll) zurück. Nach Wiederholung des Dehnungsvorgangs nahm die Probe eine Abmessung in Maschinenrichtung (MD) von 24,13 cm (9½ Zoll) und eine Abmessung in Querrichtung (TD) von etwa 11,43 cm (4½ Zoll) an. Nach Beendigung der zweiten Längungs- und Dehnungskraft, nahm das Polypropylengewebe innerhalb einer Minute eine Abmessung in Maschinenrichtung (MD) von 17,94 cm (7 1/16 Zoll) und eine Abmessung in Querrichtung (TD) von etwa 11,43 cm (4½ Zoll) an. Dieses Ergebnis war unerwartet, da von dem Polypropylen PF 301 nicht angenommen wurde, daß es elastische Eigenschaften besitzt.A portion of the nonwoven elastic composite fabric having an approximate machine direction (MD) length of about 14.9 cm (5 and 7/8 inches) and an approximate cross direction (TD) dimension of about 11.4 cm (44 inches) was cut from the nonwoven elastic composite fabric and the shirred fibrous nonwoven meltblown polypropylene fabric was separated from the fibrous nonwoven elastic fabric. After the shirred fibrous nonwoven meltblown polypropylene fabric was separated from the fibrous nonwoven elastic fabric, the shirred fibrous nonwoven meltblown polypropylene fabric was observed to assume a relaxed machine direction dimension of about 17.78 cm (7 inches) and to maintain its cross direction dimension of about 11.43 cm (44 inches). Significantly, the fibrous nonwoven gathered fabric substantially retained its shirred or gathered structure in the machine direction. Moreover, the severed gathered polypropylene fabric was capable of being stretched in the machine direction after application of a stretching and prestressing force in the machine direction and returned to its substantially relaxed and unstretched and unstretched gathered dimension of 17.78 by 11.43 cm (7 inches by 44 inches) upon release of the stretching and prestressing force, i.e., contracted. For example, after stretching the sample of the shirred fibrous nonwoven polypropylene fabric from 17.78 by 11.43 cm (7 inches by 44 inches) in the machine direction (MD) to an extent where the gathers had been substantially smoothed out, the sample was measured and found to have a machine direction (MD) length of of about 24.13 cm (9½ inches) and a cross direction dimension (TD) of about 11.43 cm (4½ inches). When the stretching, prestressing force was released from the sample, it returned to a machine direction (MD) dimension of just over seven inches and a cross direction (TD) dimension of about 11.43 cm (4½ inches) within one minute. After repeating the stretching process, the sample assumed a machine direction (MD) dimension of 24.13 cm (9½ inches) and a cross direction (TD) dimension of about 11.43 cm (4½ inches). After terminating the second elongation and stretching force, the polypropylene fabric assumed a machine direction (MD) dimension of 17.94 cm (7 1/16 inches) and a cross direction (TD) dimension of about 11.43 cm (4½ inches) within one minute. This result was unexpected since polypropylene PF 301 was not expected to have elastic properties.
Andere Änderungen des vorliegenden Verfahrens und des durch das Verfahren gebildeten Produkts sind möglich. Zum Beispiel können zwei oder mehr faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 50 übereinander in einer geschichteten Anordnung verbunden werden, um dem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 eine zusätzliche Dicke zu verleihen. Außerdem kann ein faseriges, nicht-gewebtes, raffbares Gewebe 50 entweder abtrennbar oder auf andere, hier erörterte Weise mit beiden Oberflächen des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 unter Bilden eines nicht-gewebten, elastischen Verbundgewebes mit den folgenden drei Abfolgen verbunden werden: faseriges, nichtgewebtes raffbares Gewebe/faseriges, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe/faseriges, nicht gewebtes, raffbares Gewebe.Other variations of the present process and the product formed by the process are possible. For example, two or more fibrous nonwoven gatherable webs 50 may be joined one on top of the other in a layered arrangement to provide additional thickness to the fibrous nonwoven gatherable web 50. Additionally, a fibrous nonwoven gatherable web 50 may be joined, either separably or in other ways discussed herein, to both surfaces of the fibrous nonwoven elastic web 22 to form a nonwoven elastic composite web having the following three sequences: fibrous nonwoven gatherable web/fibrous nonwoven elastic web/fibrous nonwoven gatherable web.
Die Abfolge dreier Gewebe, worin das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe zwischen zwei faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Geweben angeordnet ist, ist besonders bevorzugt, wo das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 aus einem klebenden Elastomermaterial wie vorstehend beschrieben gebildet wurde, da das Anordnen des klebenden, elastischen Gewebes 22 zwischen den zwei Geweben das klebende Gewebe 22 daran hindert, beim Aufrollen des Gewebes 52 zur Lagerung an anderen Teilen des Gewebes 52 zu haften. Das Material aus drei Geweben kann durch das Verfahren gebildet werden, welches in Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist. Dieses Verfahren ist mit dem in Fig. 1 schematisch veranschaulichten Verfahren identisch, bis das zweilagige, nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 52 die Walzen 40 und 42 verläßt. Anstatt zu dem Quetschspalt oder der Klemmstelle 54 zwischen den Walzen 56 und 58 zu laufen, geht das Verbundgewebe danach durch den Quetschspalt oder die Klemmstelle 78 zwischen einer sich drehenden Walze 80 und einer sich drehenden Quetschwalze 82. Das Verbundgewebe 52 wird darauf durch ein drittes poröses Auffangband 84 zu dem Quetschspalt oder der Klemmstelle 86 zwischen einer sich drehenden Quetschwalze 88 und einer sich drehenden Walze 74 mitgeführt. Das poröse Auffangband 68 bewegt sich über die Walzen 80 und 84 in der durch die in Fig. 3 angezeigten Pfeile 92 und wird durch diese bewegt. Die Umdrehung der Walzen 80, 82, 88 und 90 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 80, 82, 88 und 90 dieselbe ist, wie die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 40 und 40. Dementsprechend wird das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 bei seiner gedehnten, vorgespannten Länge gehalten, wenn es durch das poröse Auffangband 84 mitgeführt wird.The three-web sequence wherein the fibrous nonwoven elastic web is disposed between two fibrous nonwoven gatherable webs is particularly preferred where the fibrous nonwoven elastic web 22 is formed from an adhesive elastomeric material as described above, since disposing the adhesive elastic web 22 between the two webs prevents the adhesive web 22 from coming loose when the web 52 is rolled up for storage on other parts. of the web 52. The three-web material can be formed by the process schematically illustrated in Fig. 3. This process is identical to the process schematically illustrated in Fig. 1 until the two-ply nonwoven elastic composite web 52 exits the rollers 40 and 42. Instead of passing to the nip or nip 54 between the rollers 56 and 58, the composite web thereafter passes through the nip or nip 78 between a rotating roller 80 and a rotating nip roller 82. The composite web 52 is then carried by a third porous catch belt 84 to the nip or nip 86 between a rotating nip roller 88 and a rotating roller 74. The porous collecting belt 68 moves over and is moved by the rollers 80 and 84 in the direction indicated by the arrows 92 in Fig. 3. The rotation of the rollers 80, 82, 88 and 90 is adjusted so that the peripheral surface speed of the rollers 80, 82, 88 and 90 is the same as the peripheral surface speed of the rollers 40 and 40. Accordingly, the fibrous nonwoven elastic web 22 is maintained at its stretched, pre-tensioned length as it is carried by the porous collecting belt 84.
Während das nicht-gewebte, elastische Verbundgewebe 52 durch das poröse Auffangband 84 mitgeführt wird, bildet eine herkömmliche Schmelzblasdüse 94 (gewünschtenfalls kann eine herkömmliche Zusammenspinndüse oder eine Kardiervorrichtung verwendet werden) durch Schmelzblasen von Mikrofasern 98 direkt auf die gedehnte, obere Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 ein zweites nicht-gewebtes, raffbares Gewebe 96 auf der anderen Oberfläche des gedehnten, faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22. Die Materialien, welche zum Bilden des zweiten raffbaren Gewebes 96 verwendet werden können, können alle Materialien einschließen, welche vorstehend als zum Bilden des ersten faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 verwendbar bezeichnet wurden. Teilchenförmige Materialien können ebenfalls, wie vorstehend in bezug auf die Gewebe 22 und 50 angeführt wurde, in das Gewebe 96 eingearbeitet werden. Danach kann das zweite, faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 96 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 durch die Einwirkung der Walzen 88 und 90, welche den Walzen 40 und 44 im wesentlichen gleichwertig sind, wärmeverbunden werden. Das Wärmeverbinden des zweiten faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 96 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 kann innerhalb derselben Temperaturbereiche und innerhalb derselben Druckbereiche durchgeführt werden, wie sie vorstehend in bezug auf das Wärmeverbinden des ersten faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 50 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 angeführt wurden. Gewünschtenfalls können herkömmliche Schallverbindungstechniken (nicht gezeigt) den Wärmeverbindungsschritt ersetzen. Falls alternativ das faserige, nichtgewebte, elastische Gewebe 22 wie vorstehend beschrieben klebend ist, ist das Wärmeverbinden des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 96 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe nicht erforderlich, da das zweite, faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 96 gleichzeitig auf der Oberfläche des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 gebildet und damit verbunden wird.While the nonwoven elastic composite web 52 is carried along by the porous collecting belt 84, a conventional meltblowing nozzle 94 (a conventional spinning nozzle or carding device may be used if desired) forms a second nonwoven gatherable web 96 on the other surface of the stretched fibrous nonwoven elastic web 22 by meltblowing microfibers 98 directly onto the stretched upper surface of the nonwoven elastic web 22. The materials that may be used to form the second gatherable web 96 may include any of the materials previously identified as being useful in forming the first fibrous nonwoven gatherable web 50. Particulate materials may also be incorporated into the web 96 as noted above with respect to webs 22 and 50. Then the second, fibrous, non-woven, gatherable web 96 may be heat bonded to the fibrous nonwoven elastic web 22 by the action of rollers 88 and 90 which are substantially equivalent to rollers 40 and 44. Heat bonding of the second fibrous nonwoven gatherable web 96 to the fibrous nonwoven elastic web 22 may be carried out within the same temperature ranges and within the same pressure ranges as set forth above with respect to heat bonding of the first fibrous nonwoven gatherable web 50 to the fibrous nonwoven elastic web 22. If desired, conventional sonic bonding techniques (not shown) may be substituted for the heat bonding step. Alternatively, if the fibrous nonwoven elastic web 22 is adhesive as described above, heat bonding the fibrous nonwoven gatherable web 96 to the fibrous nonwoven elastic web is not required because the second fibrous nonwoven gatherable web 96 is simultaneously formed on and bonded to the surface of the fibrous nonwoven elastic web 22.
Falls das Abtrennen des raffbaren Gewebes 96 von dem elastischen Gewebe 22 in einem späteren Schritt bewerkstelligt wird, kann das zweite, faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 96 in einer weiteren Ausführungsform durch Verhaken der einzelnen Fasern des Gewebes 96 mit den einzelnen Fasern des Gewebes 22 während der Bildung des Gewebes 96 auf der Oberfläche des Gewebes 98 mit der Oberfläche des Gewebes 22 abtrennbar verbunden werden. Bei dieser Ausführungsform wird das faserige, nichtgewebte, raffbare Gewebe 96 gleichzeitig auf dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe gebildet und damit verbunden.If the separation of the gatherable fabric 96 from the elastic fabric 22 is accomplished in a later step, in another embodiment, the second fibrous nonwoven gatherable fabric 96 may be releasably bonded to the surface of the fabric 22 by interlocking the individual fibers of the fabric 96 with the individual fibers of the fabric 22 during formation of the fabric 96 on the surface of the fabric 98. In this embodiment, the fibrous nonwoven gatherable fabric 96 is simultaneously formed on and bonded to the fibrous nonwoven elastic fabric.
Bei jeder dieser Ausführungsformen kann ein verbessertes Verbinden der Gewebe 50 und 96 mit dem Gewebe 22 durch Aufbringen einer Beschichtung aus einem klebenden Material auf die Oberfläche des elastischen Gewebes 22 vor der Bildung der Gewebe 50 und 96 auf der gedehnten Oberfläche des Gewebes 22 bewerkstelligt werden. Das Aufbringen einer derartigen Klebebeschichtung auf die Oberfläche des Gewebes 22 kann leicht in herkömmlicher Weise durch die Quetschwalzen 32 und 82 bewerkstelligt werden. Das klebende Material kann zum Beispiel in herkömmlicher Weise auf die Oberfläche der Walzen 32 und 82 aufgebracht werden, so daß die Walzen 32 und 82 den Klebstoff auf die Oberfläche des Gewebes 22 überführen, wenn das Gewebe 22 durch die Quetschspalte 28 und 78 hindurchgeht. Wahlweise kann der Klebstoff in einer Anordnung von Punkten auf die Oberfläche des Gewebes 22 aufgebracht werden uIn any of these embodiments, improved bonding of the webs 50 and 96 to the web 22 can be accomplished by applying a coating of an adhesive material to the surface of the elastic web 22 prior to formation of the webs 50 and 96 on the stretched surface of the web 22. Applying such an adhesive coating to the surface of the web 22 can be easily accomplished in a conventional manner by the nip rollers 32 and 82. For example, the adhesive material can be applied to the surface of the rollers 32 and 82 in a conventional manner so that the rollers 32 and 82 transfer the adhesive to the surface of the web 22 as the web 22 passes through the nips 28 and 78. Alternatively, the adhesive can be applied to the surface of the web 22 in an array of dots and
Nachdem das Verbinden des raffbaren Gewebes 96 mit dem elastischen Gewebe 22 erreicht worden ist, wird die vorspannende Kraft auf das Gewebe 22 durch Führen des Verbunds 100 aus drei Geweben durch den Quetschspalte oder die Klemmstelle 102 zwischen zwei sich drehenden Quetschwalzen 104 und 106 entspannt. Die Umdrehung der Walzen 104 und 106 wird so eingestellte daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 104 und 106 dem Verbundgewebe 100 gestattet, sich zu entspannen, und als Ergebnis seiner elastischen Eigenschaften sich zu seiner entspannten, nicht-vorgespannten Länge zusammenzuziehen. Das Entspannen und Zusammenziehen des Gewebes 100 auf seine entspannte, nicht-vorgespannte Länge führt dazu, daß beide faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 und 96 durch das Entspannen und Zusammenziehen des faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 gerafft werden. Schließlich kann das Verbundgewebe 100 wie bei 108 veranschaulicht aufgerollt werden. Da das klebende, elastische Gewebe 22 zwischen den Geweben 50 und 96 angeordnet ist, klebt es während der Lagerung nicht an anderen Teilen des Verbundgewebes 100. Dieses Material kann zum Bilden einer Vielfalt von Produkten, wie etwa zum Beispiel Tuchprodukten, verwendet werden.After the bonding of the gatherable fabric 96 to the elastic fabric 22 has been accomplished, the prestressing force on the fabric 22 is released by passing the three-fabric composite 100 through the nip or nip 102 between two rotating nip rolls 104 and 106. The rotation of the rolls 104 and 106 is adjusted so that the peripheral surface speed of the rolls 104 and 106 allows the composite fabric 100 to relax and, as a result of its elastic properties, to contract to its relaxed, non-prestressed length. Relaxing and contracting the fabric 100 to its relaxed, non-prestressed length results in both fibrous nonwoven gatherable fabrics 50 and 96 being gathered by the relaxing and contracting of the fibrous nonwoven elastic fabric 22. Finally, the composite fabric 100 can be rolled up as illustrated at 108. Since the adhesive elastic fabric 22 is disposed between the fabrics 50 and 96, it does not stick to other parts of the composite fabric 100 during storage. This material can be used to form a variety of products, such as, for example, cloth products.
Es sollte beachtet werden, daß der vorstehend in bezug auf ein klebendes, nicht-gewebtes, elastisches Gewebe 22 erörterte Verbund 100 aus drei Geweben gebildet werden kann, ohne ein klebendes Material zum Bilden des Gewebes 22 zu verwenden. In diesem Fall sind die anderen Verfahren zum Verbinden des Gewebes 96 mit dem Gewebe 22, zum Beispiel Faserverhaken, Wärmeverbinden oder Schallverbinden, anzuwenden.It should be noted that the three-web composite 100 discussed above with respect to an adhesive nonwoven elastic web 22 may be formed without using an adhesive material to form the web 22. In this case, the other methods of bonding the web 96 to the web 22, for example, fiber entangling, heat bonding, or sonic bonding, may be used.
Eine weitere Abwandlung der vorliegenden Erfindung schließt wie in den Figuren veranschaulicht das Raffen eines oder mehrerer der raffbaren Gewebe 50 und 96 im Gegensatz zur Maschinenrichtung (MD) in Maschinenquerrichtung (TD) ein. Falls ein Raffen der raffbaren Gewebe 50 und/oder 96 in Maschinenquerrichtung (TD) gewünscht wird, werden zusätzliche Anordnungen zum Dehnen und Zusammenziehen lassen des elastischen Gewebes 22 in der Querrichtung benützt. Zum Beispiel veranschaulicht Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die Erfordernis des Bildens des raffbaren, nicht-gewebten, elastischen Gewebes 50 der Ausführungsform von Fig. 1 auf der gedehnten, verlängerten Oberfläche des nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 vermeidet. In der Ausführungsform von Fig. 4 wird das geraffte, nicht-gewebte, elastische Gewebe 50 direkt auf der Oberfläche eines porösen Formbandes 110 gebildet, welches selbst in Maschinenrichtung der Bewegung verlängerbar und zusammenziehbar ist, wie durch den Pfeil 112 angezeigt wird. Zum Beispiel kann das verlängerbare und zusammenziehbare poröse Auffangband 110 aus einem durchgängigen Gewebe des nicht-gewebten, elastischen Gewebes 22 gebildet sein. Wahlweise kann das verlängerbare und zusammenziehbare poröse Auffangband 110 aus einem Drahtgewebeband 114 gebildet sein, welches in Fig. 5 allgemein veranschaulicht ist. Das Drahtgewebeband 114 kann aus einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Federn 116 gebildet sein, welche in Maschinenrichtung gewickelt sind und sich darin erstrecken, wobei die Federn 116 miteinander in Maschinenquerrichtung (TD) durch eine Vielzahl dünner, im allgemeinen paralleler Drähte 118, welche sich quer zur Maschinenrichtung (TD) erstrecken, verbunden sind. Die Drähte 118 in Querrichtung können sehr eng beieinander angeordnet sein, so daß, wenn sich das Drahtgewebeband 114 in einer nichtvorgespannten, zurückgezogenen oder zusammengezogenen Anordnung befindet, die Drähte 118 in Querrichtung miteinander in Berührung stehen. Nach Anwendung einer ziehenden oder vorspannenden Kraft in Maschinenrichtung dehnen sich die aufgewickelten Federn 116 aus, das heißt dehnen sich in Maschinenrichtung und die dünnen Drähte 118 in Querrichtung trennen sich voneinander unter Bilden der porösen Auffangfläche 110. Diese vorgespannte, gedehnte, gestreckte Anordnung wird in Fig. 6 allgemein veranschaulicht.Another variation of the present invention includes, as illustrated in the figures, gathering one or more of the gatherable fabrics 50 and 96 in the cross machine direction (TD) as opposed to the machine direction (MD). If gathering of the gatherable fabrics 50 and/or 96 in the cross machine direction (TD) is desired, additional arrangements for stretching and contracting the elastic fabric 22 in the cross direction are utilized. For example, FIG. 4 illustrates another embodiment of the present invention which avoids the requirement of forming the gatherable nonwoven elastic fabric 50 of the embodiment of FIG. 1 on the stretched, elongated surface of the nonwoven elastic fabric 22. In the embodiment of Fig. 4, the gathered nonwoven elastic fabric 50 is formed directly on the surface of a porous forming belt 110 which is itself extendible and contractible in the machine direction of travel as indicated by arrow 112. For example, the extendible and contractible porous containment belt 110 may be formed from a continuous weave of the nonwoven elastic fabric 22. Alternatively, the extendible and contractible porous containment belt 110 may be formed from a wire mesh belt 114, generally illustrated in Fig. 5. The wire mesh belt 114 may be formed from a plurality of substantially parallel springs 116 wound and extending in the machine direction, the springs 116 being connected to one another in the cross machine direction (TD) by a plurality of thin, generally parallel wires 118 extending in the cross machine direction (TD). The transverse wires 118 may be arranged very closely together so that when the wire cloth belt 114 is in a non-prestressed, retracted or contracted configuration, the transverse wires 118 are in contact with each other. Upon application of a pulling or prestressing force in the machine direction, the coiled springs 116 expand, that is, stretch in the machine direction and the thin transverse wires 118 separate from each other to form the porous collecting surface 110. This prestressed, stretched, extended arrangement is generally illustrated in Fig. 6.
Wahlweise kann das Drahtgewebeband 114 aus einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Federn gebildet sein, welche quer zur Maschinenrichtung (TD) gewickelt sind und sich darin erstrecken, wobei die Federn miteinander in Maschinenrichtung (MD) durch eine Vielzahl dünner, im allgemeinen paralleler Drähte verbunden sind, welche sich in Maschinenrichtung (MD) erstrecken. Diese Anordnung wird durch die Fig. 5 und 6 nach Drehen um 90º veranschaulicht und führt zu einer Anordnung, durch welche das raffbare Gewebe 96 quer zur Maschinenrichtung (TD) im Gegensatz zur Maschinenrichtung (MD), wie in den Figuren veranschaulicht, gerafft werden kann. Falls ein Raffen des raffbaren Gewebes 96 in der Querrichtung gewünscht wird, ersetzen zusätzliche, herkömmliche Anordnungen (nicht gezeigt) zum Strecken und Zusammenziehen des Bandes 114 in Querrichtung die in den Figuren veranschaulichte Anordnung zum Strecken und Zusammenziehen des Bandes 114 in Maschinenrichtung (MD).Optionally, the wire mesh belt 114 may be formed of a plurality of substantially parallel springs wound and extending in the cross machine direction (TD), the springs being connected to one another in the machine direction (MD) by a plurality of thin, generally parallel wires extending in the machine direction (MD). This arrangement is illustrated by Figures 5 and 6 after rotating 90° and results in an arrangement by which the gatherable fabric 96 can be gathered in the cross machine direction (TD) as opposed to the machine direction (MD) as illustrated in the figures. If gathering of the gatherable fabric 96 in the cross direction is desired, additional conventional arrangements (not shown) for stretching and contracting the belt 114 in the cross direction replace the arrangement for stretching and contracting the belt 114 in the machine direction (MD) illustrated in the figures.
Um auf Fig. 4 zurückzukommen, ist zu erkennen, daß die Bewegung des streckbaren und zurückziehbaren porösen Auffangbandes 110 in Maschinenrichtung 112 dadurch erreicht wird, daß das Band 110 durch die Walzen 120 und 122 angetrieben wird, welche ihrerseits durch einen herkömmlichen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) angetrieben werden. Ferner wird aus Klarheitsgründen eine herkömmliche, zwischen den Walzen 120 und 122 und unter der unteren Unterfläche des oberen Teils des Bandes 110 angebrachte Vakuumkammer nicht gezeigt. Die Vakuumkammer ist bei dem Rückhalt des Gewebes 22 auf der oberen Oberfläche des Bandes 110 behilflich. Das streckbare und zusammenziehbare poröse Auffangband 110 geht durch den Quetschspalt 124 zwischen einem Paar sich drehender Quetschwalzen 126 und 128 hindurch. Der Quetschspalt 124 ist so eingestellt, daß die Walzen 126 und 128 das streckbare und zurückziehbare oder zusammenziehbare, poröse Auffangband 110 fest umfassen, ohne das Band 110 ungünstig zu beeinflussen. Die Umdrehung der Walzen 126 und 128 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 126 und 128 im wesentlichen die gleiche ist wie die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 120 und 122. Das dehnbare und zurückziehbare oder zusammenziehbare, poröse Auffangband 110 geht auch durch den Quetschspalt 130 zwischen einem weiteren Paar sich drehender Quetschwalzen 132 und 134 hindurch, wobei der Quetschspalt 130 so eingestellt ist, daß die Walzen 132 und 134 das poröse Auffangband 110 fest umfassen, ohne das poröse Auffangband ungünstig zu beeinflussen. Die Umdrehung der Walzen 132 und 134 wird so eingestellt, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 132 und 134 größer ist, als die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 120 und 122. Als Ergebnis der Erhöhung der Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 132 und 134 in bezug auf die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 120 und 122 wird eine längs oder in Maschinenrichtung (MD) vorspannende und streckende Kraft auf das streckbare und zusammenziehbare poröse Auffangband 110 angelegt und das Band 110 wird in der Fläche 136 auf eine gestreckte, vorgespannte Länge in Längsrichtung gestreckt. Der Grad der Streckung des porösen Auffangbandes 110, welche in der Fläche 136 zwischen den Walzen 126 und 128 und den Walzen 132 und 134 auftritt, kann zum Beispiel durch Verändern der Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 132 und 134 in bezug auf die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 126 und 128 verändert werden. Falls zum Beispiel die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 132 und 134 etwa das zweifache derjenigen der Walzen 126 und 128 ist, wird das streckbare und zurückziehbare poröse Auffangband 110 auf eine gestreckte, vorgespannte Länge von im wesentlichen etwa dem zweifachen, das heißt etwa 200%, seiner zurückgezogenen, nichtvorgespannten Länge gestreckt. Das streckbare und zurückziehbare poröse Auffangband 110 wird in der Fläche 136 auf eine Länge gestreckt, welche wenigstens etwa 125% seiner zusammengezogenen, nicht-vorgespannten und nicht-gestreckten Länge beträgt, auf etwa 700 oder mehr % der zurückgezogenen, nichtvorgespannten und nicht-gestreckten Länge des porösen Auffangbandes 110. Insbesondere ist es bevorzugt, daß das Band 110 in der Fläche 136 auf eine gestreckte Länge von wenigstens etwa 150% seiner zurückgezogenen, nicht-vorgespannten und nichtgestreckten Länge gestreckt wird.Returning to Fig. 4, it will be seen that movement of the extensible and retractable porous collection belt 110 in the machine direction 112 is accomplished by driving the belt 110 through rollers 120 and 122, which in turn are driven by a conventional drive mechanism (not shown). Also, for clarity, a conventional vacuum chamber disposed between the rollers 120 and 122 and beneath the lower bottom surface of the upper portion of the belt 110 is not shown. The vacuum chamber assists in retaining the web 22 on the upper surface of the belt 110. The extensible and retractable porous collection belt 110 passes through the nip 124 between a pair of rotating nip rollers 126 and 128. The nip 124 is adjusted so that the rollers 126 and 128 firmly grip the extendible and retractable or contractible porous collecting belt 110 without adversely affecting the belt 110. The rotation of the rollers 126 and 128 is adjusted so that the surface peripheral speed of the rollers 126 and 128 is substantially the same as the Surface peripheral speed of the rollers 120 and 122. The extendible and retractable or contractible porous collecting belt 110 also passes through the nip 130 between another pair of rotating nip rollers 132 and 134, the nip 130 being adjusted so that the rollers 132 and 134 tightly grip the porous collecting belt 110 without adversely affecting the porous collecting belt. The rotation of the rollers 132 and 134 is adjusted so that the peripheral surface speed of the rollers 132 and 134 is greater than the peripheral surface speed of the rollers 120 and 122. As a result of increasing the peripheral surface speed of the rollers 132 and 134 relative to the peripheral surface speed of the rollers 120 and 122, a longitudinal or machine direction (MD) biasing and stretching force is applied to the stretchable and contractible porous collecting belt 110 and the belt 110 is stretched in the area 136 to an elongated, prestressed length in the longitudinal direction. The degree of stretching of the porous collecting belt 110 occurring in the area 136 between the rollers 126 and 128 and the rollers 132 and 134 can be varied, for example, by varying the peripheral surface speed of the rollers 132 and 134 with respect to the peripheral surface speed of the rollers 126 and 128. For example, if the peripheral surface speed of the rollers 132 and 134 is about twice that of the rollers 126 and 128, the stretchable and retractable porous collecting belt 110 will be stretched to an extended, prestressed length of substantially about twice, i.e., about 200%, its retracted, unprestressed length. The stretchable and retractable porous collection belt 110 is stretched in the area 136 to a length that is at least about 125% of its contracted, non-biased and non-stretched length, to about 700 or more% of the retracted, non-biased and non-stretched length of the porous collection belt 110. In particular, it is preferred that the belt 110 be stretched in the area 136 to a stretched length of at least about 150% of its retracted, non-biased and non-stretched length.
Während sich das streckbare und zurückziehbare poröse Auffangband 110 in der Fläche 136 in der gestreckten Anordnung befindet, werden schmelzgeblasene Mikrofasern 138, welche durch eine herkömmliche Schmelzblasdüse 140 gebildet werden, auf die gestreckte Oberfläche des porösen Auffangbandes 110 schmelzgeblasen. Wenn die schmelzgeblasenen Mikrofasern 138 auf das gestreckte poröse Auffangband 110 aufgebracht werden, verhaken sie sich und hängen unter Bilden eines zusammenhängenden, faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 96 zusammen. Das verhakte, zusammenhängende, faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 96 wird durch das poröse Auffangband 110 durch den Quetschspalt 130 und weiter zu einem zwischen der sich drehenden Walze 120 und einer sich drehenden Quetschwalze 144 gebildeten Quetschspalt geführt. Die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der sich drehenden Quetschwalze 144 wird so eingestellt, daß sie im wesentlichen dieselbe ist wie die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der sich drehenden Walze 120 und der Walzen 122 und 126 und 128. Weil die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 144 und 120 im wesentlichen dieselbe wie die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 122 und 126 und 128 ist, wird die streckende Kraft von dem externen porösen Auffangband 110 weggenommen und das Band 110 wird zurückgezogen, das heißt als Ergebnis seiner Zusammenziehungseigenschaften auf seine zusammengezogene, nicht-vorgespannte Länge zusammenziehen gelassen. Das Entspannen und Zusammenziehen des porösen Auffangbandes 110 auf seine zusammengezogene, nicht-vorgespannte Länge führt zu dem faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 96, welches auf der Oberfläche des Bands 110 gebildet wurde, während das Band 110 in seiner gestreckten Anordnung aufrecht erhalten wurde, wobei es mit der oberen Oberfläche des sich zurückziehenden porösen Auffangbandes 110 mitgeführt wurde und zurückgezogen und auf diese Weise darauf gerafft wurde. Das Raffen des faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebes 96 tritt dementsprechend in der Fläche 146 zwischen den Walzenpaaren 132 und 134 und 120 und 144 auf.While the stretchable and retractable porous collection belt 110 is in the stretched configuration in the surface 136, meltblown microfibers 138 formed by a conventional meltblowing nozzle 140 are meltblown onto the stretched surface of the porous collection belt 110. When the meltblown microfibers 138 are applied to the stretched porous collection belt 110, they entangle and hang together to form a continuous, fibrous, nonwoven, gatherable web 96. The entangled, continuous, fibrous, nonwoven, gatherable web 96 is guided by the porous collecting belt 110 through the nip 130 and on to a nip formed between the rotating roller 120 and a rotating nip roller 144. The surface peripheral speed of the rotating nip roll 144 is adjusted to be substantially the same as the surface peripheral speed of the rotating roll 120 and the rolls 122 and 126 and 128. Because the surface peripheral speed of the rolls 144 and 120 is substantially the same as the surface peripheral speed of the rolls 122 and 126 and 128, the stretching force is removed from the external porous collecting belt 110 and the belt 110 is retracted, i.e., allowed to contract to its contracted, non-prestressed length as a result of its contractile properties. Relaxing and contracting the porous collection belt 110 to its contracted, non-biased length results in the fibrous, non-woven, gatherable web 96 being formed on the surface of the belt 110 while the belt 110 was maintained in its stretched configuration, being entrained and drawn back onto and thus gathered onto the upper surface of the receding porous collection belt 110. Gathering of the fibrous, non-woven, gatherable web 96 accordingly occurs in the area 146 between the roller pairs 132 and 134 and 120 and 144.
Nach dem Zurückziehen und Zusammenziehen des porösen Auffangbandes 110 kann das faserige, nicht-gewebte, raffbare Gewebe 96 auf einer Vorlagerolle 148 zur Lagerung und zum Versand aufgerollt werden. Aus den früher angeführten Gründen sollte die Umdrehungsgeschwindigkeit der Vorlagerolle 148 so gesteuert werden, daß das geraffte, faserige, nicht-gewebte Gewebe 96 in einem im wesentlichen ungedehnten Zustand gelagert wird. Dies kann durch Einstellen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Rolle 148, so daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Rolle 148 im wesentlichen gleich der oder nur geringfügig größer als die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Rollen 120 und 144 ist, erreicht werden.After retracting and contracting the porous collection belt 110, the fibrous, non-woven, gatherable fabric 96 can be rolled up on a supply roll 148 for storage and shipping. For the reasons previously stated, the rotational speed of the supply roll 148 should be controlled so that the gathered fibrous nonwoven web 96 is stored in a substantially unstretched condition. This can be accomplished by adjusting the rotational speed of the roll 148 so that the peripheral surface speed of the roll 148 is substantially equal to or only slightly greater than the peripheral surface speed of the rolls 120 and 144.
Im Falle, daß ein wie in Fig. 3 veranschaulichtes Dreischichtverbundgewebe gebildet wird, kann es erwünscht sein, die beiden äußeren gerafften, nicht-gewebten Gewebe von dem elastischen, nicht-gewebten Gewebe abzutrennen. Wenn dies der Fall ist, werden die faserigen, nicht-gewebten, gerafften Gewebe 50 und 96 von dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 durch Führen des Gewebes 50 durch den Quetschspalt 150 zwischen zwei sich drehenden Quetschwalzen 152 und 154 und Führen des Gewebes 96 durch den Quetschspalt 156 zwischen zwei sich drehenden Quetschwalzen 158 und 160 getrennt. Die Gewebe 50 und 96 werden darauf zur Lagerung aufgerollt und später auf ihren jeweiligen Vorlagerollen 162 und 164 verwendet. Aus den früher angeführten Gründen sollte beim Aufwickeln der gerafften, nicht-gewebten Gewebe 50 und 96 Vorsicht walten gelassen werden, um sicherzustellen, daß die Gewebe 50 und 96 in nichtgedehnter oder im wesentlichen nicht-gedehnter Weise auf den Walzen 162 und 164 gelagert werden. Dies kann durch ein solche Umdrehung der Walzen 162 und 164 bewerkstelligt werden, daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walze 162 gleich der oder nur geringfügig größer als die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 152 und 154 ist, und daß die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walze 164 gleich der oder nur geringfügig größer als die Oberflächenumfangsgeschwindigkeit der Walzen 158 und 160 ist. Nach der Trennung der Gewebe 50 und 96 geht das faserige, nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 durch den Quetschspalt 166 zwischen den beiden sich drehenden Quetschwalzen 168 und 170 hindurch und wird auf einer Vorlagerolle 172 aufgewickelt.In the event that a three-layer composite fabric is formed as illustrated in Figure 3, it may be desirable to separate the two outer gathered nonwoven fabrics from the elastic nonwoven fabric. If so, the fibrous nonwoven gathered fabrics 50 and 96 are separated from the fibrous nonwoven elastic fabric 22 by passing the fabric 50 through the nip 150 between two rotating nip rolls 152 and 154 and passing the fabric 96 through the nip 156 between two rotating nip rolls 158 and 160. The fabrics 50 and 96 are then rolled up for storage and later used on their respective supply rolls 162 and 164. For the reasons previously stated, care should be taken when winding the gathered nonwoven fabrics 50 and 96 to ensure that the fabrics 50 and 96 are supported on the rollers 162 and 164 in an unstretched or substantially unstretched manner. This can be accomplished by rotating the rollers 162 and 164 such that the peripheral surface speed of the roller 162 is equal to or only slightly greater than the peripheral surface speed of the rollers 152 and 154, and such that the peripheral surface speed of the roller 164 is equal to or only slightly greater than the peripheral surface speed of the rollers 158 and 160. After the separation of the fabrics 50 and 96, the fibrous, non-woven, elastic fabric 22 passes through the nip 166 between the two rotating nip rolls 168 and 170 and is wound onto a feed roll 172.
Während in den hier erörterten speziellen Beispielen üblicherweise angeführt wurde, daß die faserigen, nicht-gewebten, raffbaren Gewebe 50 und 96 durch Verwendung einer herkömmlichen Schmelzblasdüse und Schmelzblasverfahren gebildet wurden, können herkömmliche Zusammenspinndüsen und Zusammenspinnverfahren die Schmelzblasdüsen und -verfahren ersetzen und es ist beabsichtigt, daß der Umfang der Erfindung Materialien einschließt, welche durch Ersatz der Schmelzblasdüsen und -verfahren 48 und 94 durch Zusammenspinndüsen und -verfahren oder irgendwelche anderen Vorrichtungen und Verfahren zum Bilden eines nicht-gewebten, raffbaren Gewebes gebildet wurden. In dem Falle, daß entweder die Schmelzblasdüsen oder -verfahren 48 und 94 oder beide gegen Zusammenspinndüsen und -verfahren ersetzt wurden, sollte das Verbinden des (der) raffbaren Netzes (Netze) 50 und, falls zutreffend, 96 mit dem faserigen, nicht-gewebten, elastischen Gewebe 22 wie vorstehend angeführt durch Zwischengewebshaftung (falls ein klebendes Elastomermaterial zum Bilden des Gewebes 22 verwendet wird), durch Wärmeverbinden oder Schallverbinden und/oder durch Aufbringen eines Klebstoffs auf die Oberfläche(n) des Gewebes 22 vor der Bildung des (der) Gewebes (Gewebe) 50 und 96 darauf bewerkstelligt werden. Diese Verbindungsverfahren sollten bei zusammengesponnenem, raffbarem Gewebe angewandt werden, da die Fasern zusammengesponnener, raffbarer Gewebe sich nicht leicht mit den Fasern des Gewebes 22 verhaken. Falls das Verbinden eines oder mehrerer Gewebe 50 und 96 mit dem Gewebe 22 durch Wärmeverbinden bewerkstelligt werden soll (sei es, daß die Gewebe 50 und 96 zusammengesponnen, schmelzgeblasen oder durch andere Verfahren gebildet worden sind), sollte man Vorsicht walten lassen, um dem Gewebe 22 sich entspannen und im wesentlichen zu einem ungedehnten, nicht-vorgespannten Zustand oder Anordnung zusammenzuziehen lassen, sobald es durchführbar ist, nachdem der Wärmeverbindungsschritt stattgefunden hat, da angenommen wird, daß das nicht-gewebte, elastische Gewebe 22 seine Elastizität verliert, falls es über einen beträchtlichen Zeitraum über seinem Erweichungspunkt gehalten wird. Dieser Elastizitätsverlust kann aus dem Kühlen des elastischen Gewebes 22 folgen, das "sich einstellt", während es sich in der gedehnten Anordnung befindet, falls es nach dem Wärmeverbinden über einen beträchtlichen Zeitraum in der gedehnten Anordnung gehalten wird.While in the specific examples discussed herein it has been generally stated that the fibrous nonwoven gatherable webs 50 and 96 were formed using a conventional meltblowing nozzle and meltblowing process, conventional spinning nozzles and spinning processes can be substituted for the meltblowing nozzles and processes, and it is intended that the scope of the invention include materials formed by replacing the meltblowing nozzles and processes 48 and 94 with spinning nozzles and processes or any other devices and processes for forming a nonwoven gatherable web. In the event that either or both of the meltblowing nozzles or processes 48 and 94 have been replaced with co-spinning nozzles and processes, the bonding of the gatherable web(s) 50 and, if applicable, 96 to the fibrous nonwoven elastic web 22 as noted above should be accomplished by inter-web adhesion (if an adhesive elastomeric material is used to form the web 22), by heat bonding or sonic bonding, and/or by applying an adhesive to the surface(s) of the web 22 prior to formation of the web(s) 50 and 96 thereon. These bonding processes should be used with co-spun gatherable webs because the fibers of co-spun gatherable webs do not readily entangle with the fibers of the web 22. If the joining of one or more of the fabrics 50 and 96 to the fabric 22 is to be accomplished by heat bonding (whether the fabrics 50 and 96 are spun together, meltblown, or formed by other methods), care should be taken to allow the fabric 22 to relax and contract substantially to an unstretched, non-prestressed state or configuration as soon as practical after the heat bonding step has taken place, since it is believed that the nonwoven elastic fabric 22 will lose its elasticity if held above its softening point for a significant period of time. This loss of elasticity may result from the cooling of the elastic fabric 22 "setting" while in the stretched configuration. if it is held in the expanded configuration for a considerable period of time after heat bonding.
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