DE4213828A1 - Fuer die saugende aufnahme von fluessigkeiten bestimmtes vlies aus kunststoffasern und verfahren zur herstellung - Google Patents

Fuer die saugende aufnahme von fluessigkeiten bestimmtes vlies aus kunststoffasern und verfahren zur herstellung

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Description

Die Erfindung betrifft ein für die saugende Aufnahme von Flüssigkeiten, insbesondere von wäßrigen Lösungen, be­ stimmtes Vlies aus Kunststoffasern, welches als Spinnvlies oder als Meltblown-Vlies erzeugt ist. Vliese diesen Aufbaus und der angegebenen Zweckbestimmung finden in den ver­ schiedenen Bereichen der Technik Verwendung, hauptsächlich zur Aufsaugung von wäßrigen Flüssigkeiten (vgl. DE 39 09 029 A1). Die Saugwirkung ist befriedigend, jedoch verbesserungsfähig. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Vlieses. - Spinn­ vlies bezeichnet ein Vlies, welches nach einem Spinnvlies­ verfahren hergestellt ist (vgl. DE 37 13 861 C2). Melt­ blown-Vlies bezeichnet ein Vlies, welches nach einem Melt­ blown-Verfahren hergestellt ist (vgl. DE 40 36 734 C1).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vlies aus Kunststoffasern zu schaffen, welches sich durch eine beson­ ders hohe Saugwirkung auszeichnet. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, Verfahren anzugeben, die es erlauben, auf sehr einfache Weise ein solches Vlies herzu­ stellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein für die saugende Aufnahme von Flüssigkeiten, insbesondere von wäßrigen Lösungen, bestimmtes Vlies aus Kunststoffasern, welches als Spinnvlies oder als Meltblown-Vlies erzeugt ist, wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist,
  • a) die Mehrzahl der einzelnen Vliesfasern besitzt eine Abschreck-Kristalltextur und eine dadurch bestimmte Ober­ flächentextur,
  • b) an der Oberfläche der Vliesfasern gemäß a) sind Moleküle oder Molekülkonglomerate von hydrophilen Substanzen ange­ lagert, wobei das Vliesgewicht pro Quadratmeter nach Maßgabe der pro Quadratmeter aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge eingestellt ist. Die Abschrecktextur beeinflußt auch die Oberfläche der Vliesfasern, die gleichsam eine Aufrauhung erfahren.
Im Rahmen der Erfindung können die Vliesfasern als Endlos­ filamente ausgebildet sein. Endlosfilamente meint die Fila­ mente, die bei der aerodynamischen Spinnvliesbildung erzeugt werden. Es versteht sich, daß ein solches Vlies auch abgerissene Fasern aufweist. Die Vliesfasern können aber auch als Stapelfasern ausgebildet sein. Stapelfasern be­ zeichnet die Fasern, die im Rahmen der Meltblown-Technologie bei der Vliesherstellung erzeugt werden. - Erfindungsgemäß erfolgt eine Hydrophilierung der Vliesfasern. Hydrophilieren bezeichnet eine textilchemische Maßnahme zur Erhöhung der Wasseraffinität und damit der Saugfähigkeit und des Flüssig­ keitstransportvermögens von synthetischen Fasern. Hydrophile Substanzen, die auch als Hydrophilierungsmittel bezeichnet werden, sind umfangreich bekannt. Sie werden üblicherweise auf Endprodukte aufgebracht, die hydrophile Eigenschaften aufweisen sollen. Bringt man solche hydrophilen Substanzen auf ein Vlies aus Kunststoffasern auf, die im Sinne der vorstehenden Erläuterungen als Spinnvlies oder als Melt­ blown-Vlies erzeugt sind, so ist die Wirkung in bezug auf die Erhöhung der Saugkraft nicht sehr erheblich.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zu einer beachtlichen Verbesserung der Saugkraft und Saugfähigkeit von einem solchen Vlies die Kombination der Maßnahmen a) plus b) aus Anspruch 1 erforderlich ist. Die gleichsam aufgerauhte und dadurch vergrößerte Oberfläche bildet Haft­ flächen und Nester für Moleküle oder für Molekülkonglomerate der hydrophilen Substanzen, so daß diese auch unter mecha­ nisch erheblichen Beanspruchungen fest haften und die Saug­ fähigkeit beachtlich verbessern. Das war nicht zu erwarten. Bei einem erfindungsgemäßen Vlies kann mit den Hilfsmitteln der modernen Mikroskopie, beispielsweise der Elektronen­ mikroskopie oder der Rasterelektronenmikroskopie unschwer festgestellt werden, ob die einzelnen Vliesfasern eine Abschreck-Kristalltextur im Sinne der Erfindung aufweisen. Im allgemeinen sollen bei einem erfindungsgemäßen Vlies etwa 75% der Vliesfasern oder auch beachtlich mehr die Ab­ schreck-Kristalltextur aufweisen. Der Abschreckvorgang soll in einer möglichst kurzen Zeitspanne erfolgen. Da ein für die saugende Aufnahme von wäßrigen Flüssigkeiten, insbeson­ dere von wäßrigen Lösungen, bestimmtes Vlies in der Lage sein muß, pro Quadratmeter eine bestimmte maximale Flüssig­ keitsmenge aufzunehmen, gehört zur erfindungsgemäßen Kombi­ nation, daß das Vliesgewicht pro Quadratmeter nach Maßgabe der pro Quadratmeter aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge einge­ stellt ist. Insoweit kann dem Vliesgewicht eine eindeutige Bemessungsangabe zugeordnet werden, weil ein erfindungsge­ mäßes Vlies des beschriebenen Aufbaus eine sehr homogene Saugfähigkeit und Saugkraft aufweist.
Im einzelnen kann ein erfindungsgemäßes Vlies auf ver­ schiedene Weise weiter ausgebildet und auch optimiert wer­ den. Im Rahmen der Erfindung können die Vliesfasern als ungeschäumte Fasern ausgebildet sein. Durch eine besonders hohe Saugfähigkeit, aber auch durch eine große Saugkraft ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, bei der die Vlies­ fasern als geschäumte Fasern ausgebildet sind. Die Herstel­ lung von geschäumten Fasern als Spinnvlies oder als Melt­ blown-Vlies bereitet keine Schwierigkeiten (vgl. DE 38 35 587 A1).
In einem Vlies müssen die einzelnen Vliesfasern ausreichend miteinander verbunden sein. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Vliesfasern in dem Vlies stoffschlüssig verbunden sind. Darunter wird eine Verschmelzung der Vliesfasern verstanden. Das bedeutet, daß das Ablegen der Vliesfasern zum Vlies bei einer ausreichenden Temperatur erfolgen soll. Zwar könnte man grundsätzlich auch daran denken, zusätzlich einen Kleber einzuführen und folglich die Vliesfasern durch Kleben aneinander anzuschließen, jedoch leidet darunter die Saug­ fähigkeit.
Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Kunst­ stoffen gearbeitet werden, die zu einem Spinnvlies bzw. zu einem Meltblown-Vlies verarbeitet werden können. Eine bevor­ zugte Ausführungsform der Erfindung lehrt, mit den Kunst­ stoffen zu arbeiten, die im Patentanspruch 7 aufgeführt sind. Insbesondere können die Vliesfasern aus Polystyrol bestehen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden fernerhin die hydrophilen Substanzen eingesetzt, die Gegenstand des Patentanspruches 8 sind. Insbesondere kann mit einem Fettsäurepolyglykolester gearbeitet werden. Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß das Vlies eingelagerte feinteilige Konglomerate aus amorpher Kieselsäure und quell­ baren Polymeren aufweist (vgl. DE 27 06 135 C2).
Wie eingangs bereits angedeutet, kann ein erfindungsgemäßes Vlies für die verschiedenen Zwecke eingesetzt werden. Gegen­ stand der Erfindung ist insoweit insbesondere ein Vlies des beschriebenen Aufbaus, welches als saugfähige Einlage in saugfähigen Binden und/oder Verbandstoffen angeordnet ist. Gegenstand der Erfindung ist aber insbesondere auch ein Vlies, welches als saugfähige Einlage in einem Behälter (z. B. in einer Schale) angeordnet ist, der eine Kunststoff­ außenschicht, eine offenporige geschäumte Kunststoffinnen­ schicht und das Vlies als saugfähige Einlage aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Vlies läßt sich auf einfache Weise herstellen. Dabei wird an die bekannten Technologien der Spinnvliesherstellung angeschlossen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Kunststoffschmelze nach der Lehre der aerodynamischen Spinnvliesherstellung eine Schar von Vliesfasern erzeugt wird und diese mit Prozeß- und/oder Kühlluft angeblasen werden, wobei in den Strom der Prozeß und/oder Kühlluft eine wäßrige Lösung einer hydrophilen Substanz eingedüst wird, wobei der Mengen­ strom der Lösung so eingestellt wird, daß eine ausreichend ausgeprägte Abschrecktextur sich einstellt und wobei durch die Konzentration der hydrophilen Substanz die Saugwirkung eingestellt wird. Die Prozeßluft bewirkt hier jedenfalls die Verstreckung. Sie kann zugleich als Kühlluft eingesetzt und dazu entsprechend gekühlt sein. Ein anderes Verfahren, welches an die Meltblown-Technologie anschließt, ist dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Kunststoffschmelze nach der Lehre der Meltblown-Vliesherstellung eine vorhangartige Schar von Vliesfäden erzeugt und diese nach dem Melt­ blown-Prinzip mit Prozeß- und/oder Kühlluft zu Fasern end­ licher Länge zerblasen werden, wobei in den Strom der Prozeß- und/oder Kühlluft eine wäßrige Lösung einer hydro­ philen Substanz eingedüst wird, wobei der Mengenstrom der Lösung so eingestellt wird, daß eine ausreichend ausgeprägte Abschrecktextur sich einstellt und wobei durch die Konzen­ tration der hydrophilen Substanz die Saugwirkung eingestellt wird. Die Prozeßluft bewirkt hier jedenfalls das Zerblasen der Vliesfäden zu Meltblown-Fasern. Sie kann ebenfalls zugleich als Kühlluft eingesetzt und dazu entsprechend gekühlt werden. Es versteht sich, daß auch mit einer gekühlten wäßrigen Lösung gearbeitet werden kann. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Zuführung der wäßrigen Lösung der hydrophilen Substanzen vor der Ablegung der Vliesfasern zum Vlies erfolgt, und zwar in einem Bereich, in dem die Temperatur der Fasern hoch genug ist für eine deutliche Abschreckung. Im Rahmen der Erfindung liegt es, eine hydro­ phile Substanz zusätzlich der Kunststoffschmelze beizugeben. Im Rahmen der Erfindung liegt es fernerhin, daß eine hydrophile Substanz oder deren mehrere zusätzlich in wäßriger Lösung auf das noch warme oder das erwärmte Vlies aufgesprüht und mit Hilfe der fühlbaren Wärme des Vlieses das Wasser verdampft wird. Vorzugsweise wird stets die Lösung der hydrophilen Substanzen in extrem feiner Vertei­ lung gleichsam aufgestäubt.

Claims (15)

1. Für die saugende Aufnahme von Flüssigkeiten, insbesondere von wäßrigen Lösungen, bestimmtes Vlies aus Kunststoffasern, welches als Spinnvlies oder als Meltblown-Vlies erzeugt ist, wobei die Kombination der folgenden Merkmale verwirklicht ist,
  • a) die Mehrzahl der einzelnen Vliesfasern besitzt eine Abschreck-Kristalltextur und eine dadurch bestimmte Oberflächentextur,
  • b) an der Oberfläche der Vliesfasern gemäß a) sind Moleküle oder Molekülkonglomerate von hydro­ philen Substanzen angelagert, wobei das Vliesgewicht pro Quadratmeter nach Maßgabe der pro Quadratmeter aufzunehmenden Flüssigkeitsmenge eingestellt ist.
2. Vlies nach Anspruch 1, wobei die Vliesfasern als Endlos­ filamente ausgebildet sind.
3. Vlies nach Anspruch 1, wobei die Vliesfasern als Stapel­ fasern ausgebildet sind.
4. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vliesfasern als ungeschäumte Fasern ausgebildet sind.
5. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vliesfasern als geschäumte Fasern ausgebildet sind.
6. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vlies­ fasern in dem Vlies stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
7. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vlies­ fasern aus einem Kunststoff der Gruppe "Polyolefine, Poly­ ester, Polyamide" oder Mischungen davon bestehen.
8. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei als hydro­ phile Substanz eine Zubereitung aus ionogenen bzw. nicht ionogenen Polymeren und/oder Ethoxylierungs-Produkten einge­ setzt ist.
9. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Vlies eingelagerte feinteilige Konglomerate aus amorpher Kiesel­ säure und quellbaren Polymeren aufweist.
10. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches als saugfähige Einlage in saugfähigen Binden und/oder Verband­ stoffen angeordnet ist.
11. Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welches als saugfähige Einlage in einem Behälter angeordnet ist, der eine Kunststoffaußenschicht, eine offenporige geschäumte Kunststoffinnenschicht und das Vlies als saugfähige Einlage aufweist.
12. Verfahren für die Herstellung von einem saugfähigen Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei aus einer Kunststoffschmelze nach der Lehre der aerodynamischen Spinn­ vliesherstellung eine Schar von Vliesfasern erzeugt und diese mit Prozeß- und/oder Kühlluft von der Seite angeblasen wird, wobei in den Strom der Prozeß- und/oder Kühlluft eine wäßrige Lösung einer hydrophilen Substanz eingedüst wird, wobei der Mengenstrom der Lösung so eingestellt wird, daß eine ausreichend ausgeprägte Abschrecktextur sich einstellt und wobei durch die Konzentration der hydrophilen Substanz die Saugwirkung eingestellt wird.
13. Verfahren für die Herstellung von einem saugfähigen Vlies nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei aus einer Kunststoffschmelze nach der Lehre der Meltblown-Vliesher­ stellung eine Schar von Vliesfäden erzeugt und diese nach dem Meltblown-Prinzip mit Prozeß und/oder Kühlluft zu Fasern endlicher Länge zerblasen werden, wobei in den Strom der Prozeß- und/oder Kühlluft eine wäßrige Lösung einer hydrophilen Substanz eingedüst wird und wobei der Mengen­ strom der Lösung so eingestellt wird, daß eine ausreichend ausgeprägte Abschrecktextur sich einstellt und wobei durch die Konzentration der hydrophilen Substanz die Saugwirkung eingestellt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei eine hydrophile Substanz zusätzlich der Kunststoffschmelze beigegeben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei hydrophile Substanzen zusätzlich in wäßriger Lösung auf das noch warme und/oder auf das erwärmte Vlies aufgesprüht und das Wasser mit Hilfe der fühlbaren Wärme des Vlieses verdunstet wird.
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