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Die
vorliegende Erfindung betrifft nicht gewebte Textilmaterialien und
insbesondere nicht gewebte absorbierende Textilmaterialien.
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Die
vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendung bei absorbierenden
textilen Materialien oder Gebilden zum Gebrauch auf dem Gebiet des
Gesundheitsschutzes, der Kleinkinderpflege und des Erwachsenen-Inkontinenzschutzes
und auch in dem medizinischen Bereich, zum Beispiel in oder als Verbandmaterialien,
als Tupfer und als Laparotomie-Schwämme. Weitere
Verwendungen, bei denen die Absorption nicht als kritischer Faktor
angesehen werden muss, beispielsweise zur Unterstüzung, sind gleichermaßen denkbar.
Dies kann Matrixmaterialien zum Verwendung bei der Herstellung von
Reifen, Transportbandmaterialien und andere industrielle oder medizinische
Verwendungen, wie beispielsweise orthopädische Einlagen beinhalten.
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Nicht
gewebte Materialien, die durch viele verschiedene Verfahren hergestellt
wurden, sind über
die Jahre als Komponenten verwendet worden, um absorbierende Materialien
zur Verwendung bei der weiblichen Hygiene, in Kinderwindeln und
in Inkontinenz-Produkten herzustellen. Moderne Technologien benutzend
nicht gewebte Gebilde aus Flockenzellstoff, die oftmals mit anderen
nicht gewebten Materialien kombiniert werden, um mehrschichtige Verbundmaterialien
zu bilden, wurden eingesetzt, um das Auffangen, das Verteilen und
das Zurückhalten von
Flüssigkeiten
in solchen Anordnungen zu erleichtern. Andere Materialien wie beispielsweise hochabsorbierende
Polymere sind oftmals in diese Verbünde eingebettet, um das Rückhaltevermögen für Flüssigkeiten
zu maximieren.
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WO
99/27876 und WO 99/30661 (SCA Hygiene Products AB) beschreiben Kammzug
als ein Material zur Aufnahme von Flüssigkeiten in Kinderwindeln
und dergleichen, allerdings als nur eine Komponente in den näher genannten
absorbierenden Matrizen. Genauer gesagt offenbaren diese Beschreibungen,
beide im Juni 1999 veröffentlicht,
die Herstellung einer Schicht aus endlosen Kammzug-Filamenten, die
aus Zelluloseacetat, aus Polyäthylen,
Polypropylen, Polyamid, Polyester, Polyvinylacetat, Viskose oder
Rayon, oder aus zwei Komponenten sein können. Schritte in der Herstellung
solcher Schichten umfassen Kräuseln
oder Ringeln, dann Dehnen und das Verteilen der Kammzug-Filamente, dann das verbinden
derselben in einer Anordnung von Linien, Stellen oder Punkten durch
jedwede geeignete Technik einschließlich des Verbindens mit Ultraschall
oder Wärme,
Heißkalandrieren,
das Verbinden mittels Laser oder Druck oder Wasserstrahlverfestigung.
Die Filamente sind entweder vor oder nach dem vorangehend genannten
Verbinden abgelängt.
Wahlweise können
die Kammzug-Filamente zur gleichen Zeit miteinander verbunden werden
wie die vorangehend genannte Anordnung mit einer Schicht verbunden wird,
die ein nicht gewebtes Material sein kann. Es werden keine weiteren
Einzelheiten erwähnt,
nach welcher Methode mit den Kammzug-Filamenten verfahren wird,
um eine fertige Schicht herzustellen und es wird vermutet, dass
es unpraktisch wäre,
in dieser Weise mit Kammzug-Filamenten direkt aus einem Ballen umzugehen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Art
und Weise vorzuschlagen, um endlose Filamente zu handhaben, so dass
deren Integration in ein fertiges Produkt oder als Teil dessen zur
weiteren Verbindung mit anderen Schichten ermöglicht wird.
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Gemäß eines
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Methode zur Herstellung
eines nicht gewebten textilen Gebildes vorgeschlagen., welche die
Schritte enthält
a) Anfangsverfestigung einer Anzahl von im Wesentlichen parallelen
Filamenten, um einen teilweise stabilisierten Filamentverbund zu
erhalten, b) weiteres Verschränken
des Filamentverbunds durch Falten, Bündeln, Verdrehen oder Verweben,
und c) Verbinden oder Einbetten des erhaltenen verschränkten Filamentverbunds
mit, beziehungsweise in eine oder mehrere Trägerschichten.
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Demzufolge
glauben die Anmelder, dass es unpraktisch ist, die endlosen Filamente
einfach zu kräuseln
und zu dehnen und dann diese direkt einem Verbindungsverfahren zuzuführen. Ein
dazwischen liegender Schritt wird deshalb als notwendig angesehen,
mit welchem der Filamentverbund zusätzlich stabilisiert wird, um
die zwei- oder dreidimensionale Stabilität zu erreichen, die für die weitere
Herstellung von Verbundstrukturen erforderlich ist. Dies wird die Haptik,
die Größe und andere
wünschenswerte
Eigenschaften verleihen, die üblicherweise
mit gewebten Produkten in dem endgültigen Gebilde verbunden sind.
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Der
Schritt der Anfangsverfestigung kann erreicht werden durch die Anwendung
von Lösungsmitteln
und Druck, durch Heißkalandrieren,
durch Wasserstrahlverfestigung, durch Gaufrieren oder durch Kräuseln, gefolgt
von einem zusätzlichen
Schritt des Dehnens des Filamentverbunds.
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Das
weitere Stabilisieren oder Verschränken des Filamentverbunds kann
dann auf verschiedene Weise erreicht werden; beispielsweise durch
Verflechten oder durch Aufwickeln auf einen konischen Dorn, anschließendes Abnehmen
in der gewickelten Struktur von dem Dorn und flaches Zusammenfalten oder
durch eine beliebige andere geeignete Methode des Faltens, Verdrehens
oder Verwebens der Filamente, die im Wesentlichen parallel sind,
aber wellenförmig
oder gerade sein können.
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In
Bezug auf das fertige Produkt, bei welchem das Filamentmaterial
dafür vorgesehen
ist, als absorbierender Kern zu dienen, sind wesentliche Verbesserungen
der Flüssigkeitskontrolle,
namentlich die Dochtwirkung und das Flüssigkeitsrückhaltevermögen offensichtlich im Vergleich
mit den zur Zeit gebräuchlichen
und einem Fachmann bekannten vorhandenen Materialien.
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Während jede
Anordnung von Polymer-Filamenten, die hydrophil gemacht werden kann,
als verwendbar in diesem Zusammenhang angesehen kann, entweder alleine
oder mit anderen Polymeren, um eine Mischanordnung von Filamenten
auszubilden, ist das bevorzugte Polymer Zelluloseacetat, welches
zur Erhaltung des Zusammenhalts und der Güte stabilisiert und mit parallelen
Filamenten ausgeführt
ist und ein hervorragendes Aufnahmevermögen für Flüssigkeiten und Eigenschaften
einer Dochtwirkung erreicht.
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Diese
Fähigkeiten
können
durch eine sorgfältige
Auswahl der Durchmesser der Filamente in dem Filamentverbund entweder
als enge Vermischung oder als rein von dickeren und dünneren Filamenten
optimiert werden, da ein Zwischenraum zwischen den Filamenten für die Aufnahme
von Flüssigkeit
erforderlich ist, aber dünnere
Zwischenräume zwischen
den Filamenten benötigt
werden, um die notwendigen Kapillarsysteme bereit zu stellen, um die
Dochtwirkung für
Flüssigkeiten
und deren Rückhaltevermögen zu optimieren,
was aus den Lucas-washburn-Gleichungen und Ableitungen hiervon gefolgert
werden kann. Die Verwendung von Filamenten mit einem geformten Querschnitt
ist vorteilhaft, wobei viele Formen einschließlich Y-förmiger Filamente, sternförmiger Filamente
und dergleichen, aber nicht darauf beschränkt, möglich sind. In diesen Fällen wirken
die entlang der geformten Filamente verlaufenden Spalten wie feine
Kapillar-Strukturen und verbessern demzufolge die Dochtwirkung für Flüssigkeiten
und die vollständige
Ausnutzung der zusammengesetzten Strukturen.
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Zelluloseacetat
wurde in der Vergangenheit häufig
in nicht gewebten Stoffen verwendet und in der Literatur durch Celanese-Acetat
LIC und in anderen Quellen wie beispielsweise Kimberly-Clark erwähnt, aber
solche nicht gewebten Materialien sind herkömmliche, netzartige Gebilde
gewesen, die auf Stapelfasern ohne die Verwendung von stabilisierten Filamentverbünden beruhen.
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Um
die Verarbeitbarkeit, Unversehrtheit, die bestmöglichen Flüssigkeitseigenschaften und
besonders wichtig die körperliche
Dreidimensionalität
und optimierte Verformbarkeit zu ermöglichen ist es notwendig, die Filamentverbünde vor
ihrer weiteren Stabilisierung und dem nachfolgenden Einbringen in nicht
gewebte Gebilde vorzustabilisieren. Dies kann durch eine Auswahl
von Vorgehensweisen in Abhängigkeit
von den physikalischen Eigenschaften der verwendeten Polymersysteme
erreicht werden. Mit den bevorzugten Polymer-Filamenten aus Zelluloseacetat
umfassen die Methoden ein spezielles Kräuseln der Fasern, welches ein
Knittern und ein Blockieren der Kapillaren vermeidet, eine lokale
Wasserstrahlverfestigung der Filamente, um einen kontrollierten
Zusammenhalt zwischen den Filamenten zu bewerkstelligen, Hitzebehandlung,
spezialisierte feuchte Ultraschallbehandlung, kurzfristige Anwendung
von Lösungsmitteln
und Entnahme, um eine beschränkte
Verfestigung zwischen den Filamenten zu erreichen, Gaufrieren oder
eine Kombination der voran stehenden Technologien. Diese Stabilisierung sorgt
für vorgebbare
Packungsdichten zwischen den Filamenten, was entscheidend für die Bereitstellung einer
optimierten Flüssigkeitskontrolle
in diesen Filamentverbünden
ist. In Abhängigkeit
von der Größe und Gestaltung
des Querschnitts der Filamente sind solche Dichten sehr unterschiedlich,
um diese bestmögliche
Flüssigkeitskontrolle
zu ergeben. Das weitere Verfahren der Stabilisierung muss bei der
Optimierung dieser vorstabilisierten Filamentaufbereitungen berücksichtigt
werden, da bei dieser weiteren Stabilisierung Veränderungen
der Abmessungen möglich
sind.
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Obwohl
Zelluloseacetat das bevorzugte Polymer zur Verwendung für die beanspruchten
Filamentverbünde
ist, sind andere Polymere gleichermaßen geeignet. Diese können aus
Viskose oder aus Lösungsmittel
gesponnen, Kunstseide, Polyestern, Polypropylenen oder beliebigen
filamentbildenden Materialien bestehen, welche ähnliche Eigenschaften aufweisen
können.
Um eine gute Flüssigkeitskontrolle
zu ermöglichen,
sind hydrophile Ausführungen
beliebiger Polymere bevorzugt.
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Die
Filamente werden durch Verfahren verfestigt, die für die chemischen
Zusammensetzungen der für
den Einsatz ausgewählten
Polymere angemessen sind. Ein besonders geeignetes Polymer ist lösungsmittelgesponnenes
Rayon, wobei das Verfahren der Anfangsverfestigung unter Verwendung eines
Lösungsverfahrens
mit N-Methylmorpholin-N-Oxid
(NMMO) durchgeführt
werden kann. Mit anderen Polymeren wie den Polyestern oder Polypropylenen
wird die Anfangsverfestigung am besten durch mechanische oder thermische
Maßnahmen
erreicht.
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In
einigen Fällen
können
vorstabilisierte Filamente einer Art von Polymeren (beispielsweise
Zelluloseacetat) kombiniert werden mit vorstabilisierten Filamenten
einer anderen Art von Polymeren (beispielsweise lösungsmittelgesponnenes
Rayon), um besondere Eigenschaften / Vorteile bei der Flüssigkeitskontrolle
zu erreichen. Unter anderen Umständen
können
Kombinationen von ähnlichen
Arten von Polymeren dazu verwendet werden, um andere Vorteile wie
verbesserte taktile Eigenschaften zu erreichen – in solchen Fällen können Mischungen
von Filamentverbünden
aus Zelluloseacetat kombiniert werden mit elastischen Filamentverbünden aus
Polyester oder Polypropylen.
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Strahlungsundurchlässiges Material
kann in die Filamentverbünde
integriert sein, um die Verwendung in mit Röntgenstrahlen nachweisbaren Schwämmen oder
anderen Vorrichtungen zu ermöglichen.
Solche strahlungsundurchlässige
Polymere können
hohe prozentuale Anteile von Bariumsulfat enthalten, die vor dem
Extrudieren des Filaments oder gegebenenfalls der Folie in die Spinnlösung eingebracht
werden. Filamente aus strahlungsundurchlässigem Material würden in
unmittelbarer Nachbarschaft zueinander in dem vollständig stabilisierten
Filamentverbund sein; die Mehrheit dieser vollständig stabilisierten Filamentverbünde wäre frei
von strahlungsundurchlässigen
Filamenten. Dies ist notwendig, um die erforderliche Nachweisbarkeit
unter den Bedingungen der Röntgenstrahlung
zu ermöglichen.
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Die
nichtwebenden Verfahren, die für
eine Verbindung solcher Filamentverbünde mit einer Trägerschicht
aus Fasern, Filamenten oder einem nicht gewebten Gebilde aus dem
selben Material geeignet sind, sind viele und vielfältig und
beinhalten die Verfahren zum Aufblasen von Zellstofffasern auf stabilisierte
Filamentverbünde.
Der Zusammenhalt dieser Verbünde
kann in vielen Fällen
durch die Einlagerung von verbindenden Fasern erhöht werden,
wofür Zelluloseacetat
(welches wahlweise Zweikomponentenfasern von verschiedenen Arten
wie beispielsweise Fülle/Kern
oder benachbarte Arten) oder verwandte schmelzgeblasene (Melt-blown-)
Fasern (wie in den Kimberly-Clark „COFORM"-Materialien gesehen). Bei diesen Fällen ist
eine unzulängliche
Dochtwirkung für
Flüssigkeiten
als offensichtlicher Mangel durch das Vorhandensein von langen Filamenten und
vorgebbaren Kapillarstrukturen ohne jede Gewundenheit und Drosselung der
Dochtwirkung überwunden,
die in den bisher bekannten Materialien gesehen wird.
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Das
Schmelzblasen von Fasern auf stabilisierte Filamentverbünde ermöglicht deren
kontrollierte Anordnung in nicht gewebten Gebilden, wobei die schmelzgeblasenen
Fasern an den oberen Oberflächen
und Seiten dieser Verbünde
bei der Ablagerung anhaften. Durch eine sorgfältige Auswahl des oder der
schmelzgeblasenen Polymere können
elastomere Gebilde hergestellt werden, die stabilisierte Filamentverbünde enthalten.
Die auf Polyuryptan basierenden „Demique"-Systeme von Kimberly-Clark sind in
dieser Hinsicht besonders geeignet. Elastomere Gebilde ermöglichen
eine bessere Formanpassungsfähigkeit
und Gebrechungsfähigkeit
bei der Verwendung. Einschlägige
Schmelzblasverfahren (beispielsweise auf geformte Sammelschirme)
um dreidimensionale Gebilde zu erhalten und andere neue Schmelzblas-Technologien,
die einem Fachmann bekannt sind, ermöglichen ebenfalls eine die
Filamentverbünde
umgebende flexible Struktur und wiederum dehnbare, verformbare Produkte,
die verankerte Filamentverbünde
enthalten.
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Das
Spunbonding von Polymeren in Filamente und dergleichen und eine
sich daraus ergebende Bahn oder Bahnen können dazu verwendet werden,
die stabilisierten Filamentverbünde
fest zusammen zu fügen.
Die Verbindungsverfahren, insbesondere thermisch aber auch gegebenenfalls
mit Ultraschall oder mit anderen Mitteln, können dazu verwendet werden,
dieses Zusammenfügen
zu erreichen. Mit thermischen Verbindungsverfahren werden die besten
Ergebnisse mit geringer Verformung der Filamentverbünde erreicht
durch die Verwendung eines Polymers mit einem geringen Schmelzpunkt
in der Spunbond-Komponente
und anschließendes
Anhaften dieser Spunbond-Filamente
durch einschlägige
Methoden wie beispielsweise durch Durchluft-Verbinden oder geeignete
Kalandrierverfahren.
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Kalandrieren
oder andere thermische Verbindungsverfahren können dazu verwendet werden, auf
der einen Seite oder auf beiden Seiten der stabilisierten Filamentverbünde eine
Bahn zu verbinden. Das Verbinden mittels Ultraschall kann auch zum
Erreichen ähnlicher
Ergebnisse verwendet werden. Solche Bahnen sollten vorzugsweise,
soweit erforderlich, empfänglich
für ein
Verbinden mittels Wärme oder
Ultraschall sein, obwohl die thermischen oder Ultraschall-Eigenschaften
von geeigneten Polymeren von Filamentverbünden auf gegenüber Wärme oder
Ultraschall inaktiven nicht gewebten Materialien verwendet werden
können,
sofern die spezifischen Eigenschaften der stabilisierten Filamentverbünde nicht
verschlechtert werden. Von besonderer Bedeutung sind Verfahren,
um ein verstärktes
Verbinden von Zelluloseacetat oder anderen polymeren stabilisierten
Filamenten zu ermöglichen,
wobei die Anwesenheit von Feuchtigkeit oder Restlösungsmitteln
soweit erforderlich dieses Verbinden der Filamente bei Verbindungsverfahren
mittels Kalandrieren oder Ultraschall erleichtert.
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Das
Durchluftverbinden oder Pulververbinden von Fasern oder Filamenten
um stabilisierte Filamentverbünde
herum ergibt Gebilde mit einer vorgegebenen Positionierung der Filamentverbünde. Viele derartige
Strukturen sind voluminös
und erhöhen deshalb
die Flüssigkeitsaufnahme
in absorbierenden Gebilden, vorzugsweise wenn solche Fasern hydrophil
sind oder hydrophil gemacht werden.
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Stabilisierte
Filamentverbünde
können
alternativ auf faserigen Bahnen mittels gesteuerter Vernadelungsverfahren
befestigt werden, wobei die Nadelreihen derart ausgestaltet sind,
dass der Schaden der stabilisierten Filamente, die mit den faserigen Bahnen
vor dem Vernadelungsverfahren in den Reihen angeordnet werden, zu
minimieren. Längere
Fasern sind in den Bahnen vor der Vernadelung deutlich bevorzugt,
in Verbindung mit einem angemessenen Querablegen, um ein Umwickeln
der positionierten Filamentverbünde
durch die Fasern zu gewährleisten.
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Alle
diese beschriebenen nicht gewebten Gebilde können entweder während der
Herstellung oder mit einem anschließenden Verfahren auf geeignete
Unterlagen laminiert werden, um eine zusätzliche Sicherheit im Gebrauch
durch das Verhindern eines Durchtritts von Flüssigkeit durch die Dicke der absorbierenden
Grundstruktur zu gewähren.
Solche Unterlagen beinhalten polymere Folien, vorzugsweise solche,
welche eine Durchlässigkeit
für Wasserdampf
aufweisen, um die Hautverträglichkeit
während
der Benutzung zu optimieren. Bevorzugte Unterlagen wie beispielsweise
solche aus Zellulose oder Zelluloseacetat weisen eine umweltverträgliche Entsorgungsmöglichkeit
auf.
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Die
Verwendung von stabilisierten Filamentverbünden bietet eine optimale Matrix
zur Flüssigkeitskontrolle
und vermittelt die notwendige Dreidimensionalität, die für diese Arten von absorbierenden
Verbundstrukturen so wichtig ist.
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Die
nicht gewebten Materialien, wie sie in dieser vorliegenden Erfindung
offenbart sind, sind als ein Ersatz für Mull sehr geeignet, wie es
entweder gewebt oder nicht gewebt in medizinischen Verbänden, Schwämmen oder
Laparotomie-Schwämmen
verwendet wird. Insbesondere können
sie hoch absorbierend sein und eine nicht anhaftende Oberfläche besitzen,
falls hydrophobe äußere Materialien
ohne irgendwelche losen Flusen mit den stabilisierten Filamentverbindungen
kombiniert werden, und dadurch eine gute Wundheilung gewährleisten.
Auf Grund der hohen Saugfähigkeit,
welche durch die Verwendung dieser Materialien erreicht werden kann,
besteht keine Notwendigkeit für
ein Falten oder die Verwendung in mehreren Lagen, wie es bei allen
gewebten und nicht gewebten Schwämmen
bislang der Fall ist. Dies ermöglicht
einen ökonomischen
Gebrauch, da weniger Material einbezogen ist, und ermöglicht geformte Schwämme, welche
schwierig herzustellen sind, wenn es mit Falten einhergeht.
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Die
stabilisierten Filamentverbünde
können wie
beschrieben in einer abschließenden
nicht webenden Herstellung in Ausführungen eingearbeitet werden,
welche den endgültigen
Verbünden
die Haptik und die Dreidimensionalität von gewebten und nicht gewebten
Lagestrukturen verleihen. Die Beschaffenheit, die Saugfähigkeitsleistung
und das äußere Erscheinungsbild
der endgültigen
Verbünde hängen ab
von der Anzahl, der Größe und dem
Abstand der stabilisierten Filamentverbünde, die in diesen Verbünden eingearbeitet
sind. Die stabilisierten Filamentverbünde stellen die Mittel für eine Flüssigkeitskontrolle
bereit, um diesen fertigen Verbünden das
notwendige Saugvermögen
zu geben, welches bislang nur durch Lagestrukturen erreicht wurde.
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Die
Materialien oder Gebilde, wie sie in dieser Veröffentlichung beschrieben sind,
können
als geänderte
Teile hergestellt sein mit einer kontrollierten Einlagerung von
stabilisierten Filamenten sowohl in die Längs- als auch Querrichtung,
so dass diesen Stücken
freie Kanten in Abwesenheit von stabilisierenden Filamenten gegeben
sind. Mit anderen Worten können
die stabilisierenden Filamente im Abstand voneinander quer auf einer
Trägerbahn
angeordnet und in den Abständen,
wie sie eingebracht und verbunden sind, geschnitten werden, so dass Bereiche
des Trägermaterials
um jede Insel eines stabilisierten Filamentverbunds herum übrig bleiben.
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In
dieser Hinsicht ist es möglich,
die stabilisierten Filamentverbünde
unmittelbar vor einer Wasserstrahlverfestigung oder anderen nicht
webenden Behandlungen, durch welche die Filamentverbünde eingearbeitet
werden, auf eine solche Art anzuordnen, dass die Enden dieser Filamentverbünde nicht die
Kanten der fertigen Produkte berühren,
welche aus diesen Verbünden
gemacht sind. Wenn die Wasserstrahlverfestigung für die Herstellung
der endgültigen
Verbundmaterialien verwendet wird, können die stabilisierten Filamentverbünde vor
dem Durchgang dieser Verbünde
durch das Verfahren der Wasserstrahlverfestigung geschnitten und
angeordnet werden. Durch eine geeignete Bearbeitung ist es dann möglich, die
hergestellten Verbünde
am Ende des Verfahrens der Wasserstrahlverfestigung als einen mitablaufenden
Verfahrensschritt zu schneiden oder auf andere Weise zu trennen.
Die Mittel zum Schneiden und Anordnen der stabilisierten Fundamentverbünde sind
zahlreich und vielfältig
und denen gut bekannt, die sich insbesondere mit den Methoden der Windelherstellung
auskennen.
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Obwohl
sich alle genannten Beispiele auf absorbierende Materialien beziehen
ist es gleichermaßen
gültig,
dass solche Verfahren der stabilisierten Filamente zur Herstellung
von nicht gewebten Stoffen mit einzigartigen physikalischen Eigenschaften verwendet
werden können,
namentlich eine vorgebbare Festigkeit ohne die Probleme des "Einschnürens" als Folge der Auswirkung
des Poisson-Verhältnisses
und lassen deshalb solche Materialien für einen breiten Bereich von
industriellen Anwendungen geeignet werden, bei welchen die Saugfähigkeit
nicht ein kritischer Faktor oder grundsätzlich notwendig sein muss.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beispielhaft
erläutert,
in welcher:
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1 eine
Abbildung ist, die eine Vorrichtung veranschaulicht, die zur Herstellung
eines Teils eines praktischen Ausführungsbeispiels von neu gebildeten
parallelen endlosen Filamenten verwendet wird;
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2 eine
Abbildung ist, die ein weiteres praktisches Ausführungsbeispiel von neu gebildeten parallelen
endlosen Filamenten veranschaulicht;
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3 (a und b)
Abbildungen sind, die eine Art der Herstellung von vollständig stabilisierten,
parallelen endlosen Filamenten zeigt;
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4 eine
schematische Teilansicht eines Teils eines weiteren praktischen
Ausführungsbeispiels
eines vollständig
stabilisierten Filamentverbundes zur Verwendung in Übereinstimmung
mit der Erfindung ist;
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5 eine ähnliche
Ansicht eines Teils eines weiteren praktischen Ausführungsbeispiels
eines vollständig
stabilisierten Filamentverbundes zur Verwendung in Übereinstimmung
mit der Erfindung ist;
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6 eine
schematische teilweise Draufsicht auf einen Teil eines praktischen
Ausführungsbeispiels
eines nicht gewebten Verbunds in Übereinstimmung mit der Erfindung
ist;
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7 eine
schematische Endansicht des in 6 gezeigten
Materials ist;
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8 eine
Darstellung eines bestimmten Typs eines Geräts ist, das für die Herstellung
eines nicht gewebten Materials in Übereinstimmung mit der Erfindung
verwendet wird;
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9 eine
Darstellung ist, die quer durch ein Gerät ähnlich dem in 8 verläuft und
einen vergrößerten Maßstab hat,
unmittelbar vor der ersten oder zweiten Gruppe von Düsen;
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10a, 10b und 10c schematische Abbildungen von zwei praktischen
Ausführungsbeispielen
eines nicht gewebten Verbunds in Übereinstimmung mit der Erfindung
sind;
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11 eine
Darstellung ist, die eine alternative Vorrichtung zur Herstellung
eines anderen praktischen Ausführungsbeispiels
eines vollständig
stabilisierten Filamentverbundes zur Verwendung in Übereinstimmung
mit der Erfindung veranschaulicht;
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12 eine
Darstellung ist, die eine Methode zur Bildung eines nicht gewebten
Verbunds in Übereinstimmung
mit der Erfindung veranschaulicht;
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13 eine
Darstellung ist, die eine andere Methode zur Bildung eines nicht
gewebten Verbunds in Übereinstimmung
mit der Erfindung veranschaulicht;
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14 eine
Darstellung ist, die eine andere Methode zur Bildung eines nicht
gewebten Verbunds in Übereinstimmung
mit der Erfindung veranschaulicht;
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15 eine
Darstellung ist, die eine andere Methode zur Bildung eines nicht
gewebten Verbunds in Übereinstimmung
mit der Erfindung veranschaulicht;
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16 eine
Darstellung ist, die eine andere Methode zur Bildung eines nicht
gewebten Verbunds in Übereinstimmung
mit der Erfindung veranschaulicht und
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17 eine
Darstellung ist, die ein anderes nicht gewebtes Verbundgebilde in Übereinstimmung mit
der Erfindung veranschaulicht.
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1 ist
eine schematische Abbildung, welche die Bildung eines vorstabilisierten
Filamentverbunds als Teil des Lösungsspinnens
von Zelluloseacetat veranschaulicht. Filamente (63) aus
Zelluloseacetat in Aceton gehen aus dem Spinndüsen-System (84) hervor
und treten durch Quetschwalzen (65) hindurch, wo der Restgehalt
von Aceton, der in den Filamenten vorhanden ist, deren teilweise
Verbindung bewirkt, so dass ein Filamentverbund hergestellt wird,
der gehandhabt und weiter verarbeitet werden kann, um einen vollständig stabilisierten
Filamentverbund zu ergeben. Die Walzen (66) können dazu
verwendet werden, diesen Filamenten eine gewisse Prägung zu
geben und damit einen weiteren Zusammenhalt zu verleihen, sofern
das gewünscht
ist.
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2 veranschaulicht
schematisch parallele Filmante (202), die in diesem Fall
aus lösungsmittelgesponnenem
Rayon hergestellt sind, welches durch die teilweise Verschmelzung
dieser Filamente nach ihrer Herstellung anfänglich verfestigt ist. Verschmelzungspunkte
(201) können
beobachtet werden, welche die parallele Anordnung der Filamente
(202) aufrechterhalten und dadurch eine optimale Flüssigkeitskontrolle
ermöglichen. Ähnliche
Effekte können mit
Gießfolie
oder Bändern
aus lösungsmittelgesponnenem
Rayon erreicht werden.
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3a und 3b veranschaulichen
schematisch, wie eine Anordnung mit einem Dorn dazu verwendet werden
kann, um zwei vorstabilisierte Filamentverbünde (67, 68)
aufzunehmen und durch einen Vorgang des Drehens und Ziehens wie
durch den Pfeil angedeutet einen vollständig stabilisierten Filamentverbund
(69) herzustellen, der eine übereinander gefaltete Oberflächenstruktur
(70) aufweist. Nachdem die gewundene Anordnung von dem
Dorn gezogen wird, wird sie flach gefaltet, bevor sie auf eine Trägerschicht
oder zwischen Trägerschichten eingebracht
und damit verbunden wird.
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4 und 5 veranschaulichen
zwei alternative praktische Ausführungsbeispiele
eines vollständig
stabilisierten Filamentverbunds, der für die Verbindung mit einer
Trägerschicht
geeignet ist, um ein Material in Übereinstimmung mit der Erfindung herzustellen.
Im Fall der 4 wurden vorstabilisierte Filamentunterverbünde (60)
verflochten, um einen abgeflachten Zopf zu bilden. Im Fall der 5 wurden
zwei vorstabilisierte Filamentunterverbünde oder -bündel zusammen gedreht oder
gefaltet, um einen vollständig
stabilisierten Filamentverbund (62) zu bilden, der anschließend in
einen nicht gewebten Verbund beispielsweise durch Wasserstrahlverfestigung eingebracht
werden kann.
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Mit
Bezug auf die 6 und 7 besteht ein
erstes praktisches Ausführungsbeispiel
des Materials der Erfindung aus einem inneren Kern aus zwei in Längsrichtung
orientierten stabilisierten Filamentverbünden in der Form von Zöpfen (10),
die zwischen beidseitig angeordneten jeweiligen äußeren Schichten (12, 14)
aus verdichteten Fasern angeordnet und damit beschichtet sind.
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Das
Material wird durch einen Vorgang der Wasserstrahlverfestigung gebildet,
einem bekannten Vorgang, bei welchem Wasserstrahlen mit einem hohen
Druck auf beide äußeren Oberflächen der äußeren Schichten
(12, 14) gerichtet werden, während die einzelnen Bahnen
(12, 14) und die geflochtenen Filamentverbünde (10)
um eine Reihe von Walzen und/oder Führungen in einer Vorrichtung, ähnlich zu der
in 8 gezeigten, geführt werden. In dieser Hinsicht
werden die geflochtenen Filamentverbünde (10) einfach zwischen
den jeweiligen Faserbahnen (12, 14) auf der Eingangsseite
des Geräts
eingeführt.
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Die
dargestellten Zöpfe
(10) sind jeweils aus drei Filamentunterverbünden gebildet,
die als Bündel oder
Band bezeichnet werden können.
Diese können aus
jedem filamentbildenden Polymer hergestellt sein. Geeignete Materialien
können
Zelluloseacetat, Rayon, Polyester oder Polypropylene oder beliebige andere
geeignete Polymere enthalten, die einem Fachmann auf diesem Gebiet
bekannt sind. Die Filamente in diesen Verbünden können wahlweise aus hohlen oder
geformten Derivaten bestehen oder diese beinhalten, was die Transporteigenschaften
von Flüssigkeiten
des endgültigen
Materials erheblich verbessern kann. Die Filamentunterverbünde (Bündel oder
Bänder)
können
vorstabilisiert sein oder nicht, beispielsweise auf solche Arten
und Weisen, wie es im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben
ist.
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Die
präzise
Gestalt der geflochtenen Filamentverbünde kann in anderen Ausführungsformen von
groß und
voluminös
zu klein und dünn
variieren, von einer flachen Gestalt ähnlich zu Schnürsenkeln bis
zu einem kreisförmigen
Querschnitt ähnlich
dem einer dünnen
Kordel. Hohle Anordnungen können verwendet
werden, um die Speicherung und/oder den Transport von Flüssigkeiten
zu verbessern. Die Anzahl der Filamente pro Unterverbund und die
Anzahl der Unterverbünde
kann in verschiedenen speziellen Ausführungsformen schwanken. Auch
kann in anderen Ausführungsformen
die Anzahl der Filamentverbünde
in Längsrichtung
von einer einzelnen Einheit zu vielen nebeneinander angeordneten schwanken.
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Die
geflochtenen Filamentverbünde
verleihen dem endgültigen
nicht gewebten Material ein Volumen und eine dreidimensionale Struktur,
wie es aus 7 ersichtlich ist.
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In
anderen Ausführungsbeispielen
können die
geflochtenen Filamentverbünde
auch vorbehandelt sein, beispielsweise durch Wärmepressen in Abständen, um
zusätzliche
Oberflächenstruktureigenschaften – Wellenformen
und Veränderung
der Dicke – dem
endgültigen
Material zu verleihen.
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Die äußeren Schichten
(12, 14) können
auch aus jeder Art von Faser sein. Geeignete Beispiele sind Polyester
und Polypropylen. In anderen Ausführungsbeispielen können anstelle
der Faserschichten (12, 14) vorgeformte nicht
gewebte Materialien aus Fasern oder Filamenten verwendet werden.
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Strahlungsundurchlässiges Material
kann durch ein Filament oder einen Strang von Filamenten in die
vollständig
stabilisierten Filamentverbünde
eingebracht werden, die mit Bariumsulfat vorgetränkt sind. Solche Stränge und
Filamente haben ein größeres Volumen
als nicht imprägnierte
Filamente, aber ihr bogenförmiger
Verlauf in den vollständig
stabilisierten Filamentverbünden
ist vorteilhaft, da dies die Bildung einer Erhöhung vermeidet, wenn das Fertigmaterial
als Rolle gelagert wird. Darüber
hinaus wird dadurch eine charakteristische Formgebung bewirkt, die
leicht erkannt werden kann bei einer Untersuchung mittels Röntgenstrahlen
auf eine Kontamination mit Fremdkörpern.
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8 zeigt
ein Gerät,
in welchem bereits drei Schichten am Punkt A der Abbildung von ursprünglich getrennten
Vorratsrädern
(nicht dargestellt) zusammengebracht wurden, um eine Verbundbahn
(30) zu bilden. Die äußeren Bahnen
können
aus beliebigem Faser- oder
Filamentmaterial sein und können
entweder hydrophil, hydrophob oder eine Kombination dessen sein.
Das innere Material enthält
die Filamentverbünde
wie bereits in den vorangehenden Fig. gezeigt. Die Verbundbahn (30)
läuft um
4 Hauptrollen (31 – 34)
und eine Anzahl von Führungshilfsrollen
(35) herum. Drei Endlosbänder (41 – 43)
laufen um mehrere Führungsrollen
(35) herum und stützen
verschiedene Abschnitte der dreischichtigen Verbundbahn (30).
Wenn die Bahn (30) die erste Hauptrolle (31) umläuft, werden
Hochdruck-Wasserstrahlen aus drei aufeinanderfolgenden querverlaufenden
Reihen von Düsen
(36, 37, 38) auf eine Seite davon gerichtet.
Die erste Reihe von Düsen (36)
befeuchtet den Verbund (30), während die zweite und dritte
Gruppe (37, 38) die Verbundbahn (30) verfestigt
und das Verfahren des miteinander Verschränkens der Fasern und/oder Filamente
an den Grenzschichten zwischen den ursprünglich drei getrennten Schichten
beginnt. Darüber
hinaus sind Hochdruck-Wasserstrahlen durch Reihen von Düsen (39)
auf die andere Oberfläche
der Bahn (30) gerichtet, während sie um die zweite Hauptrolle
(32) umläuft.
Noch weitere Wasserstrahlen von jeweiligen Gruppen von Düsen (44, 45)
treffen auf die jeweilige Oberfläche
der Bahn (30) auf, während
sie um die dritte und vierte Hauptrolle (33, 34)
umläuft.
Das einheitliche beschichtete Material kommt bei Punkt B heraus.
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9 zeigt,
wie das Wasser auf zumindest eine der jeweiligen äußeren Bahnen
aus Fasern oder Filamenten aus einer Anzahl von verschiedenen Winkeln
gerichtet werden kann. Düsen
(49), insbesondere solche in der Nähe des Anfangs des Wasserstrahlverfestigungsverfahrens,
welches Düsen
wie (37, 38 oder 39) in 8 zugeordnet
ist, sind an einer Brückenstruktur
(50) befestigt, so dass Einige Wasser in einem Winkel auf
die Bahn (30) richten. Dieses in einem Winkel gerichtete
Wasser verursacht vorzugsweise eine Verbindung an den Kanten von
im Abstand angeordneten, stabilisierten Filamentverbünden, so
dass diese zuverlässig
in ihrer Position gehalten werden.
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10a veranschaulicht schematisch zwei verschiedene
Ausführungen
von stabilisierten Filamentverbünden
(71, 72), die mit einer einzelnen Schicht (73)
aus nicht gewebtem Stoff verbunden sind. Der Filamentverbund (72)
ist verdreht. 10b und 10c zeigen, wie
diese stabilisierten Filamentverbünde (172) möglicherweise ähnlich zu
(72) in 10a zwischen zwei äußeren Trägerschichten (170, 171)
mit diesen verbunden werden.
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11 veranschaulicht
schematisch ein Mittel, mit welchem vorstabilisierte Filamentverbünde (74)
weiter stabilisiert werden können
durch in-situ Wasserstrahlverfestigung (75) und Trocken
(76), um vollständig
stabilisierte Filamentverbünde
(77) zu bilden. Dieses Verfahren sollte nicht mit dem in 8 beschriebenen
verwechselt werden.
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12 veranschaulicht
schematisch verblasenen Flockenzellstoff, der wahlweise schmelzgeblasenen
Fasern wie in dem Kimberly-Clark COFORM-Verfahren gezeigt enthalten
kann, der auf vollständig
stabilisierte Filamentverbünde
(79) abgelagert ist, um eine absorbierende Verbundstruktur (80)
herzustellen, die hervorragend geeignet für absorbierende Matrizen für die weibliche
Hygiene, für Kinderwindeln
und Produkte für
die Erwachsenen-Inkontinenz ist.
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13 veranschaulicht
schematisch vollständig
stabilisierte Filamentverbünde
(81) umgeben von schmelzgeblasene Fasern (82),
um ein zweischichtiges Gebilde (83) geeignet für absorbierende Verbünde herzustellen.
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14 veranschaulicht
schematisch vollständig
stabilisierte Filamentverbünde
(84), die von zwei Schichten aus Spinnvlies (85, 86)
umgeben und einer Wärmeverfestigung durch
eine Durchluft-Technologie (87) unterworfen sind, um ein
sandwichartiges Gebilde (88) geeignet für absorbierende Verbünde herzustellen.
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15 veranschaulicht
schematisch vollständig
stabilisierte Filamentverbünde
(89), die von kreuzweise gelegten faserigen Vliesen (90, 91)
umgeben sind und dann ein Bereichen im Abstand von diesen Filamentverbünden nadelverfestigt
sind, um deren Beschädigung
auszuschließen
und um einen einheitlichen absorbierenden Verbund (92)
zu ergeben.
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16 veranschaulicht
schematisch vollständig
stabilisierte Filamentverbünde
(93) die mit einem wasserdampfdurchlässigen Belag (94)
mittels Ultraschall-Verfahren
beschichtet sind, um ein einfaches zweischichtiges Gebilde (96)
mit ausgezeichneten Absorptionsleistungen herzustellen. Diese Leistung
wird insbesondere bei Pflegeanwendungen für Frauen gesteigert, wenn die
Beschichtung einen gewissen Grad an Flexibilität während des Gebrauchs aufweist.
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17 veranschaulicht
schematisch ein Ausführungsbeispiel
eines fertigen absorbierenden Verbundes (97) gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei faseriges Material (98) die Anordnung
der vollständig
stabilisierten Filamentverbünde
(99) umgibt und vorgibt. In diesem Zusammenhang sind die
vollständig
stabilisierten Filamentverbünde
vollständig umschlossen
und keine Kanten am Rand des fertigen Verbundprodukts ungeschützt.