DE3874977T2 - Polyolefinfasern enthaltender vliesstoff. - Google Patents

Polyolefinfasern enthaltender vliesstoff.

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf Vliesstoffmaterialien, die Polyolefinfasern enthalten.
  • Normalerweise werden Fasern und Fäden aus Polyolefinen, wie Polypropylen, verwendet, um Vliesstoffe herzustellen, die als Deckschichten für Windeln, Damenbinden und andere absorbierende Artikel, bestimmt für die Anwendung in Kontakt mit dem menschlichen Körper, verwendet werden.
  • Der nichtgewebte Stoff, der in den Deckschichten solcher Artikel verwendet wird, muß sowohl eine beträchtliche Festigkeit und Zähigkeit (wird auch Energie genannt) in Querrichtung besitzen als auch die erwünschte Oberflächenweichheit, Saugfähigkeit (kurze Flüssigkeitsdurchtrittzeit), und begrenzte Rücknässungs- oder Dochtwirkungseigenschaften und muß natürlich von den Kosten konkurrenzfähig sein. Es ist auch bei solchen Materialen wünschenswert Verfärbungen und Flecken des inneren absorbierenden Stoffes abzudecken.
  • Leider sind bei nichtgewebten Stoffen Weichheit und Saugfähigkeit nicht mit Festigkeit und Zähigkeit in Querrichtung vereinbar. Modifizierungen, die die Weichheit erhöhen, neigen dazu, die Festigkeit in Querrichtung zu verringern und die Kosten zu erhöhen. Andererseits, wenn die Festigkeit in Querrichtung durch Hinzufügen von mehr Klebemittel erhöht wird, verringert dies Weichheit und Saugfähigkeit. Es ist schwierig genug eine zufriedenstellende Verbindung dieser Eigenschaften zu erreichen, ohne Probleme mit Verfärbung und Deckkraft durch weitere Modifizierung der nichtgewebten Struktur lösen zu müssen, um die Deckkraft zu erhöhen.
  • Deshalb sind Verfärbungsprobleme bei Deckschichten aus Vliesstoffen in der Vergangenheit durch das Einführen von Farbstoffen und Aufhellern als gesponnene, geschmolzene Bestandteile behandelt worden. Das verursacht zusätzliche Probleme, unter anderem Auslaugen, allergische Auswirkungen und erhöhte Kosten.
  • Es wäre wünschenswert, eine struktur für Polyolefinenthaltenden nichtgewebten Stoff, bereitzustellen, die seine Deckkraft steigern würde, ohne Weichheit, Saugfähigkeit, Festigkeit oder Zähigkeit in Querrichtung zu opfern oder hohe Konzentrationen an Farbstoffen zu erfordern.
  • Erfindungsgemäß ist ein Vliesstoff aus Polyolefinfasern dadurch gekennzeichnete, daß er nicht weniger als etwa 25 %, bezogen auf das gesamte Gewebegewicht des Vliesstoffes, an Polyolefinfasern enthält, die eine dreieckige Querschnittskonfiguration, einen Ausgangsfaden-Denier von etwa 4 Denier pro Faser (dpf) nicht überschreiten und einen fertig gestreckten Denier von nicht weniger als etwa 1 dpf haben.
  • Fasern, die eine dreieckige Querschnittkonfiguration haben, werden oft als mit einem Deltaquerschnitt ( Δ ) oder als Deltafasern bezeichnet.
  • Die restlichen 75% des Stoffes können die gleichen wie die 25% sein, oder können Polyolefin- oder andere Fasern umfassen, wie Rayon, die andere herkömmliche Querschnittkonfigurationen haben, wie "y", "x", "o" (runde Fasern), oder ähnliche, einschließlich Mischungen solcher Fasern zusammen mit einer fibrillierten Folie, wie einer Polyolefinfolie. Polypropylenfasern werden bevorzugt.
  • Vorzugsweise besteht erfindungsgemäßer Vliesstoff aus einer einheitlichen Mischung aus 25% bis 75% Deltafasern und 75% bis 25% runden Fasern. Die besonders bevorzugte Mischung, für eine erwünschte Kombination von Weichheit und Festigkeit in Querrichtung, enthält 50% von jedem dieser Bestandteile. In jedem Fall kann der Vliesstoff aus einem oder mehreren individuellen Geweben bestehen; wenn der Stoff mehr als eine Gewebebahn enthält, beziehen sich die angegebenen Proportionen von jedem erfindungsgemäßen Fasertyp auf das Gesamtgewicht der Gewebebahnen.
  • Vorzugsweise haben die Deltafasern einen Ausgangsfaden-Denier in einem Bereich von etwa 2,0-4,0 dpf und einen fertig gestreckten Denier im Bereich von etwa 1,0-3,0 dpf, besonders bevorzugt 1,9-2,5 dpf, um sowohl Festigkeit als auch Weichheit zu bewahren. Erfindungsgemäße Vliesstoffe können eine Deckkraft im Bereich von 32% bis 45% oder mehr erreichen, so gemessen durch ein Milton-Roy Spektrophotometer, (Modell Match Mate 3000), hergestellt von der Milton-Roy Corporation.
  • Auch bevorzugt haben die Fäden oder Fasern zur Verwendung in den Vliesstoffen eine Länge von etwa 2,54 bis 7,62 cm (1-3,0 Inch). Die längeren Fäden haben die Tendenz eine größere Zugfestigkeit in Querrichtung zu haben, und Gemische aus langen und kurzen Stapelfasern neigen dazu, die Zugfestigkeit in Querrichtung und die Festigkeit des Vliesstoffes zu erhöhen. Das ganz besonders bevorzugte Gemisch für maximale Festigkeit kombiniert mit optimaler Weichheit, ist ein 50:50 Gemisch aus etwa 2,54 cm Deltafasern aus Polypropylen und 3,81 cm bis 5,04 cm runden Fasern.
  • Erfindungsgemäße Vliesstoffe werden durch wohlbekannte konventionelle Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen hergestellt, die das Mischen der Fasern in den erforderlichen Verhältnissen einschließt, bevor sie den konventionell verwendeten Vorrichtungen, die aufbrechen, Lagen formen und kleben, zugeführt werden.
  • Es ist möglich erfindungsgemäße Vliesstoffe zu erhalten, die eine wesentlich verbesserte Deckkraft und Flecken-verdeckende Eigenschaften haben, durch die Anwendung jedes herkömmlichen Verklebungsverfahrens, wie Spinnvliesverklebung und Nadelstanzen, und insbesondere Warmklebe- oder Schallklebeverfahren, wobei mehrere Gewebebahnen in Maschinen- oder quer zur Maschinenrichtung angeordnet werden, um Stoffe so leicht wie 17,94 bis 35,89 g/m² (15-30 g/yd²) zu erhalten. Warmkleben ist das bevorzugte Herstellungsverfahren.
  • Die folgenden Beispiele und die Tabelle veranschaulichen weiterhin die Erfindung.
    • Beispiel 1
  • A. Isotaktische Polypropylenfaser mit Deltaquerschnitt und 4,0 dpf gesponnenem Denier wird auf konventionelle Weise hergestellt durch Schmelzspinnen bei 290ºC, wobei PRO-FAX 6501 Polypropylenpolymer (im Handel erhältlich von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware) verwendet wird, auf übliche Weise abgebaut mit 0,025% Lupersol auf einen MFR ("Melt Flow Rate" Schmelzfließquote gemessen gemäß ASTM D 1238-32) Wert von 16 und gesponnen, wobei eine 700 Loch Delta-Spinndüse verwendet wird, um einen fertig gestreckten Denier von 2,1 dpf zu erhalten. Gekräuselte (10 Kräuselungen/cm oder 25 Kräuselungen/Inch) Bündel werden dann in ein Inch Länge, 2,54 cm (1 Inch) geschnitten, gesammelt und zu Ballen gepreßt zur späteren Prüfung.
  • B. Polypropylenfasern mit rundem Querschnitt von 2,8 dpf gesponnenem Denier werden auf ähnliche Weise in konventioneller Art hergestellt, durch Spinnen von PRO-FAX 6501 Polypropylenpolymer, das auf einen MFR Wert von 13 abgebaut wurde, gesponnen bei 290ºC, um einen fertig gestreckten Denier von 2,1 dpf zu erhalten, gekräuselt wie oben, in Längen von 5,08 cm (2 Inch) geschnittene gesammelt, gepreßt und in Ballen verpackt zur späteren Prüfung.
  • C. Polypropylen mit Deltaquerschnitt von 2,6 dpf gesponnenem Denier wird durch Schmelzspinnen bei 285ºC hergestellt, wobei PRO-FAX 6301 verwendet wurde (im Handel erhältlich von Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware), und schließlich auf 2,2 dpf gestreckt, gekräuselt wie oben, geschnitten zu 5,08 cm (2 Inch) Bündeln, gesammelt, gepreßt und zu Ballen verpackt zur späteren Prüfung.
  • D. Faser mit Deltaquerschnitt aus Beispiel 1A (2,1 dpf Denier) wird wie oben gekräuselt und geschnitten in 3,81 cm (1,5 Inch) Bündeln, gesammelt und zu Ballen gepreßt zur späteren Prüfung.
  • E. Faser mit rundem Querschnitt von 2,8 dpf gesponnenem Denier, wird auf 2,1 dpf gestreckt wie in Beispiel IB, gekräuselt wie oben und in 3,81 cm Bündel geschnitten, gesammelt und zu Ballen gepreßt zur späteren Prüfung.
  • F. Stapelschnittfaser mit Delta- und runder Querschnitt konfiguration, behandelt wie in C. und B. oben beschrieben, wird in einem homogenen Verhältnis von 50 zu 50 Gewichtsteilen gesammelt, gepreßt und in Ballen verpackt zur späteren Prüfung.
  • G. Polypropylenfaser mit rundem Querschnitt von 1,5 dpf wird, wie in Beispiel 1B durch Schmelzspinnefl von PRO-FAX 6501 Polypropylenpolymer hergestellt, auf einen MFR Wert von 12 bei 285ºC abgebaut und gestreckt, um einen fertig gestreckten Denier von 1 dpf zu erhalten, wie oben gekräuselt, geschnitten in 3,81 cm Längen, gesammelt, gepreßt und zur späteren Prüfung in Ballen verpackt.
  • H. Polypropylen mit Deltaquerschnitt von 1,5 dpf gesponnenem Denier wird auf die Art gemäß Beispiel IC hergestellt, durch Schmelzspinnen von PRO-FAX 6501 bei 285ºC und auf 1,0 dpf gestreckt, wie oben gekräuselt, geschnitten in 3,81 cm Bündel, gepreßt und zur späteren Prüfung in Ballen verpackt.
  • I. Polypropylenfaser mit rundem Querschnitt von 8,0 dpf wird aus derselben Schmelze und auf die gleiche Art wie in Beispiel IB hergestellt, gesponnen, um einen End-Denier von 6 dpf zu erhalten, gekräuselt wie oben, in Längen von 3,81 cm geschnitten, gesammelt, gepreßt und zur späteren Prüfung in Ballen verpackt.
    • Beispiel 2
  • A. In Ballen verpackter 2,54 cm gekräuselter Polypropylenstapel mit Deltaquerschnittkonfiguration wie in Beispiel IA beschrieben, wird aufgebrochen und in zwei identische homogene Gewebe auf konventionelle Art geformt, und die Gewebe werden in Maschinenrichtung übereinandergelegt, während sie auf ein fortlaufendes Fiberglasband überführt und warmgeklebt werden, wobei ein heißer Kalander mit Rautenmuster verwendet wird bei 165ºC/40 psi Rolldruck, um einen Vliesstoff, der 23,92 g/m² (20g/yd²) wiegt, zu erhalten. Der daraus resultierende Stoff, bezeichnet als NW- 1, wird dann zu konventionellen Versuchszwecken in geeignete Maße geschnitten und die Versuchsergebnisse sind in nachstehender Tabelle I aufgeführt.
  • B. In Ballen verpackte, 5,08 cm gekräuselte Polypropylen stapel mit runder Querschnittkonfiguration wie im Beispiel IB beschrieben, wird auf gebrochen, und zu zwei identischen homogenen Geweben auf konventionelle Weise geformt, wobei die Gewebe in Maschinenrichtung übereinandergelegt werden, während sie auf ein fortlaufendes Fiberglasband überführt und warmgeklebt werden wie in Beispiel 2A, wobei ein heißer Kalander mit Rautenmuster verwendet wird, um einen halbopaken Vliesstoff, der 23,92 g/m² wiegt, zu erhalten. Der daraus resultierende Stoff, als NW-2 bezeichnet, wird dann in geeignete Maße geschnitten, Standardversuche werden durchgeführt, und die Versuchsergebnisse werden als Kontrolle in nachstehender Tabelle I beschrieben.
  • C. Der 2,54 cm und 5,08 cm gekräuselte Stapel mit Delta- und runder Konfiguration der Beispiele IA und IB wird separaten Wollbrechern zugeführt und in separate Karden weitergeleitet, um zwei homogene Gewebe zu bilden mit einem 25/75 Gewichtsverhältnis von 2,54 cm Delta und 5,08 cm rund auf konventionelle Weise, wobei die Gewebe auf ein fortlaufendes Fiberglasband geführt und wie zuvor warmverklebt werden, unter Verwendung eines heißen Kalanders mit Rautenmuster, um einen Vliesstoff, der 24,76 g/m² (20,7 g/yard²) wiegt, zu erhalten. Das daraus resultierende Material, bezeichnet als NW-3, wird dann in geeignete Maße geschnitten, Standardtests werden durchgeführt und Versuchsergebnisse in nachstehender Tabelle I angegeben.
  • D. Der 2,54 cm und 5,08 cm gekräuselte Stapel aus Beispiel IA und 1B wird auf konventionelle Weise in separate Öffner zugeführt, aufgebrochen, in getrennte Karden befördert und in zwei homogene Gewebebahnen auf herkömmliche Art geformt, die ein 50/50 Verhältnis von 2,54 cm delta/5,08 cm rund haben, wobei die Gewebebahnen in Maschinenrichtung übereinandergelegt werden, während sie auf ein fortlaufendes Fiberglasband geführt und wie zuvor warmverklebt werden, wobei ein heißer Kalander mit Rautenmuster verwendet wird, um einen Vliesstoff, der 24,76 g/m² wiegt, zu erhalten. Der daraus resultierende Stoff, bezeichnet als NW-4, wird dann zu Versuchszwecken in geeignete Maße geschnitten, Standardversuche werden durchgeführt und die Versuchsergebnisse in nachstehender Tabelle I angegeben.
  • E. Der 2,54 cm und 5,08 cm gekräuselte Stapel der Beispiele IA und IB wird auf konventionelle Weise, separaten Öffnern zugeführt, aufgebrochen und in getrennte Karden befördert und in zwei identische homogene Gewebenbahnen geformt, mit einem 2,54 cm delta und 5,08 cm rund 75/25 Gewichtsverhältnis, wobei die Gewebebahnen in Maschinenrichtung übereinanderliegen, auf ein fortlaufendes Fiberglasband befördert und wie zuvor warmverklebt werden, wobei ein heißer Kalander mit Rautenmuster verwendet wird, um einen Vliesstoff, der 23,1 g/m² (19,3 g/yd²) wiegt, zu erhalten. Der daraus resultierende Stoff, bezeichnet als NW-5, wird dann in geeignete Maße zu Versuchszwecken geschnitten, Standardversuche werden durchgeführt, und die Versuchsergebnisse in nachstehender Tabelle I angegeben.
  • F. In Ballen Verpackter, kombinierter 5,08 cm gekräuselter Stapel mit einer 50:50 Delta:rund Querschnittkonfiguration nach Gewicht, wie in Beispiel IF (1B und 1C) beschrieben, wird aufgebrochen und auf dieselbe übliche Weise wie zuvor in zwei identische gemischte Faserbahnen geformt, wobei die Gewebebahnen in Maschinenrichtung übereinandergelegt, auf ein fortlaufendes Fiberglasband befördert und wie zuvor Warmverklebt werden unter Verwendung eines heißen Kalanders mit Rautenmuster, um einen Vliesstoff, der 19,1 g/yd² wiegt, zu erhalten. Der daraus resultierende Stoff, als NW-6 bezeichnet, wird dann zu Versuchszwecken in geeignete Maße Schnitten, Standardversuche werden durchgeführt und die Versuchsergebnisse in nachstehender Tabelle I angegeben.
  • G. In Ballen verpackter 3,81 (1,5 Inch) gekräuselter Stapel mit gestreckem 2,1 dpf Deltaquerschnitt, wie im Beispiel ID beschrieben, wird aufgebrochen und auf die gleiche Weise wie zuvor in eine Gebwebebahn geformt Eine zweite Gewebebahn wird dann gebilded, unter Verwendung eines 1,5 (1,5") gekräuselten Stapels mit 2,1 dpf kreisförmigem Querschnitt wie im Beispiel IE beschrieben, aufgebrochen und auf die gleiche Weise wie vorher in eine Gewebebahn mit gleichem Gewicht geformt.
  • Die zwei Gewebebahnen, bestehend aus Verschiedenen Faserquerschnitten, werden in einer Maschinenrichtung übereinandergelegt, auf ein fortlaufendes Fiberglasband befördert, und wie zuvor warmverklebt, unter Verwendung eines heißen Kalanders mit Rautenmuster, um einen Vliesstoff, der 21,5 g/m² (11 g/yd²) wiegt, zu erhalten. Der daraus resultierende Stoff, als NW-7 bezeichnet, wird dann in geeignete Maße zu Versuchszwecken geschnitten, Standardversuche werden durchgeführt, und die Versuchsergebnisse in nachstehender Tabelle I angegeben.
  • H. In Ballen verpackter 3,81 cm Polypropylenstapel mit runder Querschnittkonfiguration (extrudiert 1,5 dpf, gestreckt 1 dpf) wie im Beispiel 1G beschrieben, wird aufgebrochen und zu zwei identischen homogenen Gewebebahnen geformt, wobei die Gewebenbahnen in Maschinenrichtung übereinandergelegt werden, während sie auf ein fortlaufendes Fiberglasband befördert, dann warmverklebt werden, unter Verwendung eines heißen Kalanders mit Rautenmuster bei 165ºC/276 kPa (165ºC/40 psi) Rolldruck, um einen Vliesstoff, der 23,92 g/m² (20g/yd²) wiegt, zu erhalten. Der sich ergebende Vliesstoff, bezeichnet als NW-8, wird dann in geeignete Maße zu Versuchszwecken geschnitten, und die Versuchsergebnisse in der Tabelle I nachstehend als Kontrolle angegeben.
  • I. In Ballen verpackter 3,81 cm Polypropylenstapel mit Deltaquerschnittkonfiguration und 1 dpf, aus Beispiel 1 2G oben, um einen opaken Vliesstoff, der etwa 23,92 g/m² wiegt, zu erhalten. Das daraus resultierende Material, bezeichnet als NW-9, wird dann in geeignete Abmessungen zu Versuchszwecken geschnitten und die Versuchsergebnisse in der nachstehenden Tabelle 1 als Kontrolle angegeben.
  • J. In Ballen verpackter 3,81 cm Polypropylenstapel mit runder Querschnittkonfiguration und einem gestreckten dpf von 6 aus Beispiel 1 I wird aufgebrochen und zu zwei identischen homogenen Gewebebahnen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2H gebildet, um einen Vliesstoff, bezeichnet als NW-10, zu erhalten, dann in geeignete Abmessungen für Versuchszwecke geschnitten, und konventionelle Versuchsergebnisse werden in nachstehender Tabelle I als Kontrolle angegeben. TABELLE 1 Beispiel Materialprobe Ballen aus Beispiel Gewebe Querschnitt Δ : 0 Länge (cm) Δ : 0 Deckkraft *4 in % Griff*3A Querrichtung*5 trocken (g) gleich verschieden rau ausgezeichnet ziemlich weich (wie Polyester) *3 Kontrolle *3A Zu Auswertungszwecken bezeichnet der Ausdruck "rau" hier einen unbefriedigenden Griff für den kommerziellen Gebrauch als Windeldeckschicht und "ausgezeichnet" bezeichnet einen überlegenen Griff und Weichheit, die für kommerzielle Zwecke annehmbar ist, "weich" bezeichnet hohe Qualität, kommerziell annehmbaren Griff und Weichheit, während "ziemlich weich" gerade noch annehmbaren Griff und Weichheit bezeichnet. *4 Eine Deckkraft von 39 % oder darüber wird hier für die Windeldeckschicht als kommerziell überlegen angesehen und 32 % als eine bescheidene, aber deutliche Verbesserung. *5 Eine Trockenfestigkeit und Zähigkeit in Querrichtung von 300 g oder höher wird kommerziell als annehmbar für die Windeldeckschicht betrachtet. *6 Auf Weichheit getestet auf der Deltaquerschnittsseite. *7 Auf Weichheit getestet auf der kreisförmigen Querschnittseite

Claims (11)

1. Polyolefinfasern enthaltender Vliesstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er nicht weniger als etwa 25 %, bezogen auf das gesamte Gewebegewicht des Vliesstoffes, an Polyolefinfasern enthält, die eine Deltaquerschnittkonfiguration, einen Ausgangsfaden-Denier, der etwa 4 Denier pro Faser (dpf) nicht übersteigt, und einen fertig gestreckten Denier von nicht weniger als etwa 1 dpf haben.
2. Vliesstoff nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mischung aus Delta- und runden Fasern enthält.
3. Vliesstoff nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mischung einer einheitlichen Mischung aus 25 % bis 75 % Deltafasern und 75 % bis 25 % runden Fasern enthält.
4. Vliesstoff nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß er eine Mischung aus 50 % jeweils von Delta- und runden Fasern enthält.
5. Vliesstoff nach Anspruch 3 oder 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Deltafasern einen Ausgangsfaden- Denier im Bereich von etwa 2,0 bis 4,0 dpf und einen fertig gestreckten Denier im Bereich von etwa 1,0 bis 3,0 dpf haben.
6. Vliesstoff nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Deltafasern einen fertig gestreckten Denier im Bereich von etwa 1,9 bis 2,5 dpf haben.
7. Vliesstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in dem Vliesstoff eine Länge von etwa 2,54 bis 7,62 cm haben.
8. Vliesstoff nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet, daß er eine 50:50 Mischung nach Gewicht aus 2,54 cm Deltafasern und 3,81 cm bis 5,04 cm runden Fasern umfaßt.
9. Vliesstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß er eine Deckkraft im Bereich von 32 % bis 45 % hat.
10. Vliesstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß alle Deltafasern Polypropylenfasern sind.
11. Vliesstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Vliesstoffes durch Warmkleben verbunden werden.
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