DE60012330T2

DE60012330T2 - Verbundvliesmaterial

Info

Publication number: DE60012330T2
Application number: DE60012330T
Authority: DE
Inventors: N. Edgar RUDISILL; Vishal Bansal; C. Michael DAVIS
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2020-08-02
Also published as: WO2001009425A1; JP2003506582A; KR100640138B1; EP1200661B1; CN1369027A; ES2223560T3; CA2378912A1; CN1227400C; EP1200661A1; KR20020029740A; MXPA02001169A; JP4917227B2; DE60012330D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Faservlies und betrifft spezieller Verbundvliesstoff, in den eine Grenzschicht aus feinen, schmelzgeblasenen Fasern einbezogen ist. Der erfindungsgemäße Vliesstoff eignet sich zur Verwendung für Bekleidung, Wischmaterial, Hygieneerzeugnisse und medizinische Erzeugnisse, wie beispielsweise chirurgische Kittel und Abdecktücher, Verbandmaterial, Sterilisierungsabdeckungen und Wundverbänden.
BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN GEBIETS
Thermoplastische Harze sind seit vielen Jahren zur Erzeugung von Fasern extrudiert worden. Diese Harze schließen Polyolefine ein, Polyester, Polyamide und Polyurethane. Die extrudierten Fasern sind zu einer Vielzahl von Vliesstoffen verarbeitet worden, einschließlich Verbundschichtstoffen, wie beispielsweise "Spunbond-Meltblown-Spunbond" ("SMS") als flächige Verbundstoffe. In den SMS-Verbundstoffen sind die Außenlagen Spinnvlies-Faserlagen, die zur Festigkeit des gesamten Verbundstoffes beitragen, während es sich bei der Kernlage um eine schmelzgeblasene Faserlage handelt, die Sperreigenschaften vermittelt. Traditionell sind die vliesverfestigten und schmelzgeblasenen Lagen der SMS-Verbundstoffe aus Polypropylenfasern erzeugt worden.
Für bestimmte Endanwendungen, wie beispielsweise Ärztekittel, ist es wünschenswert, dass die flächigen SMS-Verbundstoffe über eine gute Festigkeit und Sperreigenschaften verfügen und gleichzeitig so weich wie möglich und drapierfähig sind. Obgleich textile SMS-Flächengebilde auf Polypropylenbasis gute Festigkeits- und Sperreigenschaften bieten, sind sie nicht so weich und drapierfähig, wie es bei Bekleidungserzeugnissen wünschenswert ist. Textile SMS-Flächengebilde auf Polypropylenbasis sind darüber hinaus auch dahingehend beschränkt, dass sie mit Gammastrahlung nicht sterilisiert werden können da derartige textile Flächengebilde bei Sterilisation mit Gammastrahlung verfärben und schwach werden und da eine Sterilisation mit Gammastrahlung bei textilen SMS-Flächengebilden auf Polypropylenbasis unangenehme Gerüche erzeugt. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass eine Polymerfaser oder ein polymeres textiles Flächengebilde nicht durch Strahlung sterilisierbar ist, da die Sterilisation des textilen Flächengebildes mit Gammastrahlung eine deutliche Herabsetzung der Festigkeit der Faser oder des textilen Flächengebildes bewirkt und insbesondere Änderungen des Aussehens der Faser oder des textilen Flächengebildes oder aber einen unangenehmen Geruch erzeugt. Nicht einer Sterilisation durch Gammastrahlung unterzogen werden zu können, stellt für flächige SMS-Textilerzeugnisse auf Polypropylenbasis ein erhebliches Problem dar, da die Strahlungssterilisation üblicherweise in der gesamten Medizintechnik zur Anwendung gelangt.
Die US-P-5484645 und 5498463 offenbaren SMS-Verbundstoffe, bei denen eine schmelzgeblasene Polyethylenlage sandwichartig zwischen vliesverfestigten Lagen eingeschlossen ist. In der US-P-5484645 bestehen die vliesverfestigten Lagen aus Bikomponentenfasern, die aus Polyethylen schmelzgesponnen sind, sowie einem Polymer mit höherer Schmelztemperatur, wie beispielsweise Polyester. In der US-P-5498463 weise die vliesverfestigten Lagen Polyethylen, Polypropylen oder schmelzgesponnene Bikomponentenfasern aus Polyethylen/Polypropylen auf. Es hat sich als schwierig erwiesen, textile SMS-Flächengebilde mit den wünschenswerten Sperreigenschaften zuverlässig herzustellen, wenn der schmelzgeblasene Faserkern aus Polyethylenfasern hergestellt war. Dieses ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass Polyethylenfasern nicht so fein sind, wie es erforderlich ist, um eine Faserbahn mit den Sperreigenschaften zu erzeugen, wie sie bei vielen Endanwendungen benötigt werden.
Die US-P-5616408 offenbart einen textilen SMS-Verbundstoff, in welchem die schmelzgeblasenen Fasern aus einem Blend von Polyethylen und einer die Verarbeitung stabilisierenden Polyethylenkomponente besteht. Die stabilisierende Komponente wird dem Polyethylen zugesetzt, um so das weiche, stark streckbare Polyethylenharz zu versteifen, so dass das Harz ohne wesentliche Erzeugung von Spritzern, Polymerkügelchen und dergleichen einem Schmelzblasspinnen unterworfen werden kann. Nach der Offenbarung handelt es sich bei der stabilisierenden Komponente um ein anderes Polymer, wie beispielsweise ein Polyolefin, Polyester oder Polyamid, das dem Polyethylen in einer Menge von etwa 1% bis 15 Gew.% bezogen auf das Gewicht des Polyethylen-Polymers zugesetzt wird. Alternativ ist die stabilisierende Komponente nach der Offenbarung ein das Polyethylen vernetzendes Mittel, das dem Polyethylen in einer Menge zwischen 0,05% und 1 Gew.% bezogen auf das Gewicht des Polyethylen-Polymers zugesetzt wird. Obgleich festgestellt worden ist, dass das Schmelzblasspinnen von Fasern aus einem Blend von Polyethylen und einer stabilisierenden Komponente, wie beispielsweise einem Polyester, zur Erzeugung von weniger Flugfasern und Spritzern führt, zeigen schmelzgeblasene Lagen, die derartige Polyethylenblends aufweisen, geringere Sperreigenschaften als es bei der schmelzgeblasenen Lage von textilen SMS-Flächengebilden wünschenswert wäre, die für Endanwendungen ausgelegt sind, wo es auf Sperreigenschaften ankommt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein flächiger Verbundstoff geschaffen, in dem eine erste Faserlage einbezogen ist, die über eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite verfügt, und eine zweite Faserlage einbezogen ist, die mit der ersten Seite der ersten Faserlage gebondet ist. Die erste Faserlage ist eine schmelzgeblasene Mehrkomponentenbahn, die mindestens 95 Gew.% schmelzgeblasene Fasern mit einem mittleren wirksamen Durchmesser von weniger als 10 μm aufweist. Die schmelzgeblasene Mehrkomponentenbahn weist 10% bis 98 Gew.% einer ersten Polymerkomponente und 90% bis 2 Gew.% einer zweiten Polymerkomponente auf, die von der ersten Polymerkomponente verschieden ist. Die erste Polymerkomponente ist mindestens zu 85 Gew.% Polyethylen und die zweite Polymerkomponente ein Polyester-Polymer. Die zweite Faserlage weist mindestens zu 95 Gew.% der zweiten Lage Fasern auf, die einen mittleren wirksamen Durchmesser haben, der größer ist als der mittlere wirksame Durchmesser der schmelzgeblasenen Fasern der ersten Faserlage. Der flächige Verbundstoff hat ein flächenbezogenes Gewicht von weniger als 120 g/m², eine Einspannzugfestigkeit in Faserlaufrichtung und Querrichtung von mindestens 35 N und einen hydrostatischen Druckwert von mindestens 42,5 cm.
Erfindungsgemäß ist die zweite Polymerkomponente der schmelzgeblasenen Mehrkomponentenbahn Polyester-Polymer und bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe von Poly(ethylenterephthalat), Poly(trimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymeren und Terpolymeren davon.
Erfindungsgemäß sind mindestens 10% der Fasern in der schmelzgeblasenen Mehrkomponentenbahn Bikomponentenfasern mit einer Länge, wobei die ersten und zweiten Polymerkomponenten in derartigen Bikomponentenfasern so angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Polymerkomponenten sich jeweils wesentlich über die volle Länge der Bikomponentenfasern hinausragen. Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Polymerkomponenten der Bikomponentenfasern in einer Seite-an-Seite-Anordnung angeordnet, worin die ersten und zweiten Polymerkomponenten jeweils wesentlich über die volle Länge der Fasern der ersten Länge hinausragen.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Fasern der zweiten Lage im Wesentlichen schmelzgesponnene Endlosfasern mit einem mittleren wirksamen Durchmesser von mindestens 5 μm. Mehr bevorzugt sind die Fasern der zweiten Lage schmelzgesponnene Mehrkomponentenfasern, in die ein Polyethylen-Polymer einbezogen ist und eine andere davon verschiedene zweite Polymerkomponente, wobei die Komponente des Polyethylen-Polymers mindestens 5 Gew.% der Fasern der zweiten Lage ausmacht. Die zweite Polymerkomponente der Fasern der zweiten Lage ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe von Polyester-, Polyamid-, Polyurethan-, Polypropylen- und Polystyrol-Polymeren. Die schmelzgesponnenen Fasern der Fasern der zweiten Lage haben vorzugsweise einen mittleren wirksamen Durchmesser im Bereich von 6 bis 10 μm, eine Einspannzugfestigkeit in Faserlaufrichtung und Querrichtung von mindestens 35 Newton und einen hydrostatischen Druckwert von mindestens 3 cm. Die schmelzgesponnenen Fasern der Fasern der zweiten Lage können Mantel-Kern-Bikomponentenfasern sein, die einen Polyethylenmantel und einen Polyesterkern haben. In den flächigen Verbundstoff der Erfindung ist vorzugsweise eine dritte Faserlage einbezogen, die mit der zweiten Seite der ersten Faserlage gebondet ist. Die dritte Faserlage weist vorzugsweise im Wesentlichen schmelzgesponnene Endlosfaser auf, die einen mittleren wirksamen Durchmesser von mindestens 5 μm haben. Vorzugsweise ist die erste Faserlage thermisch mit den zweiten und dritten Faserlagen gebondet.
Die vorliegende Erfindung richtet sich außerdem auf Bekleidung, die aus dem vorstehend beschriebenen flächigen Verbundstoffmaterial erzeugt ist, und bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend beschriebenen flächigen Verbundstoffmaterials.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die in die vorliegende Patentbeschreibung einbezogen sind und einen Bestandteil dieser Beschreibung sind, veranschaulichen die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittansicht eines Verbundvliesstoffes nach einer der Ausführungsformen der Erfindung;
2 eine schematische Querschnittansicht eines Verbundvliesstoffes nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines Teils eines Apparates, der zum Herstellen von schmelzgeblasenen Fasern für die Verwendung in dem Verbundvliesstoff der Erfindung angewendet wird;
4 eine schematische Darstellung eines Apparates zum Herstellen einer vliesverfestigten Vliesstofflage zur Verwendung in dem Verbundvliesstoff der Erfindung;
5 eine schematische Darstellung eines Apparates zum Herstellen des Verbundvliesstoffes der Erfindung;
6 eine graphische Darstellung der hydrostatischen Sperreigenschaften einer Reihe von flächigen Verbundvliesstoffen, die mit einer schmelzgeblasenen Bikomponentenbahn hergestellt wurden, die über verschiedene Kombinationen von Polyester- und Polyethylenkomponenten verfügt;
7 eine schematische Darstellung eines Teils eines Apparates, der zum Herstellen von schmelzgeblasenen Fasern zur Verwendung in dem Verbundvliesstoff der Erfindung angewendet wird.
DEFINITIONEN
In den hierin verwendeten Begriff "Polymer" sind im Allgemeinen Homopolymere, Copolymere (wie beispielsweise Block-, Pfropf-, statistische- und alternierende Copolymere), Terpolymere, usw. sowie Blends und Modifikationen davon einbezogen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Sofern nicht anders speziell eingeschränkt, schließt darüber hinaus der Begriff "Polymer" alle möglichen geometrischen Konfigurationen des Materials ein. Diese Konfigurationen schließen isostatische, syndiotaktische und unregelmäßige Symmetrien ein, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Der hierin verwendete Begriff "Polyolefin" soll jede beliebige Reihe von größtenteils gesättigten, offenkettigen, polymeren Kohlenwasserstoffen bedeuten, die lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoff aufgebaut sind. Typische Polyolefine schließen ein, ohne auf diese beschränkt zu sein: Polyethylen, Polypropylen, Polymethylpenten und verschiedene Kombinationen von Ethylen-, Propylen- und Methylpenten-Monomeren.
Der hierin verwendete Begriff "Polyethylen" soll nicht nur Homopolymere von Ethylen umfassen, sondern auch Copolymere, worin mindestens 85% der repetierenden Einheiten Ethylen-Einheiten sind.
Der hierin verwendete Begriff "Polypropylen" soll nicht nur Homopolymere von Propylen umfassen, sondern auch Copolymere, in denen mindestens 85% der repetierenden Einheiten Propylen-Einheiten sind.
Der hierin verwendete Begriff "Polyester" soll Polymere umfassen, worin mindestens 85% der repetierenden Einheiten Kondensationsprodukte von Carbonsäuren und Dihydroxyalkoholen mit Polymerverknüpfungen sind, die unter Bildung einer Ester-Einheit erzeugt werden. Dieses schließt aromatische, aliphatische, gesättigte und ungesättigte Säuren und Dialkohole ein, ohne auf diese beschränkt zu sein. Der hierin verwendete Begriff "Polyester" schließt ebenfalls Copolymere (wie beispielsweise Block, Pfropf-, statistische und alternierende Copolymere), Blends und Modifikationen davon ein. Ein allgemeines Beispiel für einen Polyester ist Poly(ethylenterephthalat), bei dem es sich um ein Kondensationsprodukt von Ethylenglykol und Terephthalsäure handelt.
Der hierin verwendete Begriff "schmelzgeblasene Fasern" bedeutet Fasern, die durch Extrudieren eines schmelzflüssigen thermoplastischen Polymers durch eine Vielzahl feiner und in der Regel kreisrunder Kapillaren aus schmelzflüssigen Strängen oder Filamenten in einem Gasstrom hoher Geschwindigkeit (z.B. Luft) gebildet werden. Der Gasstrom hoher Geschwindigkeit dämpft die Filamente aus schmelzflüssigem thermoplastischem Polymermaterial, um deren Durchmesser bis zwischen 0,5 und 10 μm zu reduzieren. Bei schmelzgeblasenen Fasern handelt es sich im Allgemeinen um diskontinuierliche Fasern. Schmelzgeblasene Fasern, die durch den Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit geführt werden, werden normalerweise auf eine Sammeloberfläche unter Erzeugung einer Bahn von regellos verteilten Fasern abgeschieden.
Der hierin verwendete Begriff "schmelzgesponnene Fasern" bedeutet Fasern mit kleinem Durchmesser, die durch Extrudieren von schmelzflüssigem thermoplastischem Polymermaterial in Form von Filamenten aus einer Vielzahl von feinen und in der Regel kreisrunden Kapillaren eine Spinnbrause erzeugt werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente anschließend rasch reduziert wird. Schmelzgesponnene Fasern sind in der Regel durchgehend und haben einen mittleren Durchmesser größer als etwa 5 μm.
Der hierin verwendete Begriff "Vliesstoff', "flächiger Vliesstoff' oder "Vliesstoffbahn" bedeutet eine Struktur von einzelnen Fasern oder Fäden, die in regelloser Weise so angeordnet sind, dass sie ein planares Material ohne identifizierbares Muster bilden wie im Fall einer Wirkware.
Der hierin verwendete Begriff "schmelzgeblasene mehrkomponentige Bahn" bedeutet schmelzgeblasene Fasern, die aus feinen Kapillaren als schmelzflüssige Filamente gesponnen sind und mehrfache voneinander verschiedene Polymerkomponenten enthalten, wobei die schmelzflüssigen Filamente durch einen Gasstrom hoher Geschwindigkeit gedämpft werden und auf einer Sammelfläche als eine Bahn von regellos verteilten Fasern abgelegt werden.
Der hierin verwendete Begriff "Faserlaufrichtung" ist die Längsrichtung in der Ebene eines Flächengebildes, d.h. die Richtung, in der das Flächengebilde erzeugt wird. Die "Querrichtung" ist die Richtung in der Ebene des Flächengebildes, die senkrecht zur Faserlaufrichtung orientiert ist.
PRÜFMETHODEN
In der vorstehenden Beschreibung und den nicht einschränkenden Beispielen, die folgen, wurden die folgenden Prüfmethoden eingesetzt, um verschiedene genannte Merkmale und Eigenschaften zu bestimmen. "ASTM" bezeichnet die "American Society for Testing and Materials" und "AATC" bezeichnet die "American Association of Textile Chemists and Colorists".

Flächenbezogenes Gewicht ist ein Maß für die Masse pro Flächeneinheit eines textilen Flächengebildes oder flächigen Erzeugnisses und wird nach dem Standard ASTM D-3776 ermittelt, und wird in g/m² angegeben.
Einspannzugfestigkeit ist ein Maß für die Reißfestigkeit eines flächigen Erzeugnisses und wurde nach dem Standard ASTM D 5034 ausgeführt und wird in Newton angegeben.
Dehnung eines flächigen Erzeugnisses ist ein Maß für den Betrag, um den ein flächiges Erzeugnis vor dem Versagen (Reißen) in der Einspannzugfestigkeitsprüfung gestreckt wird, die nach dem Standard ASTM D 5034 ausgeführt wird und wobei der Wert in Prozent angegeben wird.
Hydrostatischer Druckwert ist ein Maß für den Widerstand eines flächigen Erzeugnisses gegen das Eindringen von flüssigem Wasser unter einem statischen Druck. Der Test wurde nach dem Standard AATCC-127 ausgeführt, wobei der Wert in Zentimeter angegeben ist.
Frazier-Luftdurchlässigkeit ist ein Maß für den Luftstrom, der ein flächiges Erzeugnis unter einer statischen Druckdifferenz zwischen den Oberflächen des flächigen Erzeugnisses passiert und wird nach dem Standard ASTM D 737 bestimmt und in m³/min/m² angegeben.
Wasseraufprall ist ein Maß für den Widerstand eines flächigen Erzeugnisses gegen das Eindringen von Wasser durch Aufprall und wird nach dem Standard AATCC 42-1989 gemessen und in Gramm angegeben.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird nun detailliert auf die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von der nachfolgend Beispiele veranschaulicht sind. In 1 ist ein flächiger Verbundvliesstoff der Erfindung gezeigt. Das Flächenerzeugnis 10 ist ein dreilagiges Verbundtextil, in welchem eine innere Lage 14 sehr feine Polymerfasern aufweist und sandwichartig zwischen den äußeren Lagen 12 und 16 eingeschlossen ist, die jeweils größere und stärkere und vliesverfestigte Fasern aufweisen. Die sehr feinen Fasern der inneren Lage 14 erzeugen bei Ausbildung zu der Lage 14 eine Sperrschicht mit extrem feinen Passagen. Die Lage 14 wirkt als Sperre für Flüssigkeiten, aber verhindert nicht das Durchdringen von feuchtem Dampf. Die gebondeten Faserlagen 12 und 16 weisen grobere und stärkere Fasern auf, die zur Festigkeit beitragen und in einigen Fällen zur Sperre im flächigen Verbundstoff Der flächige Verbundstoff der Erfindung lässt sich alternativ als ein zweilagiger Verbundstoff 18 erzeugen, wie in 2 gezeigt wird. In dem zweilagigen flächigen Verbundstoff ist die feinfaserige Lage 14 an nur der einen Seite der groberen und stärkeren gebondeten Lage 12 angebracht. Nach anderen alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann der flächige Verbundstoff mit mehrfachen Lagen aus feinen Fasern wie die Lage 14 hergestellt werden oder kann mit mehr als 2 Lagen aus Lagen mit groberen und stärkeren Fasern wie die Lagen 12 und 16 hergestellt werden.
Die feinfaserige Lage 14 baut eine schmelzgeblasene Mehrkomponentenbahn auf. Die schmelzgeblasene Mehrkomponentenbahn wird aus mindestens 2 Polymeren erzeugt, die gleichzeitig aus einer Reihe von Spinndüsen versponnen werden. Vorzugsweise ist die schmelzgeblasene Mehrkomponentenbahn eine Bikomponentenbahn, die aus 2 Polymeren erzeugt ist. Die Konfiguration der Fasern in der Bikomponentenbahn ist bevorzugt eine Seite-an-Seite-Anordnung, in der die Mehrzahl der Fasern aus Seite-an-Seite-Polymerkomponenten erzeugt sind, die sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der jeweiligen Faser erstrecken. Alternativ können diese Bikomponentenfasern eine Mantel/Kern-Anordnung haben, worin das eine Polymer von einem anderen Polymer umgeben ist, und können eine "Islands-in-the-sea"-Anordnung haben, in der mehrere Fadenstränge des einen Polymers in einem anderen Polymer eingebettet sind, oder können eine beliebige andere Mehrkomponentenfaserstruktur haben. Ohne an eine Lehre gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, dass die Dämpfung der schmelzgeblasenen Fasern die Mehrkomponentenfilamente zu noch feineren Filamenten im Grunde ausbrechen könnten, von denen einige lediglich die eine Polymerkomponente enthalten können. Die Fasern in der schmelzgeblasenen Mehrkomponentenbahn der Lage 14 sind typischerweise diskontinuierliche Fasern mit einem mittleren wirksamen Durchmesser zwischen etwa 0,5 μm und 10 μm, mehr bevorzugt zwischen etwa 1 und 6 μm und am meisten bevorzugt zwischen etwa 2 und 4 μm. Der hierin verwendete Begriff "wirksamer Durchmesser" einer Faser mit irregulärem Querschnitt ist gleich dem Durchmesser einer hypothetisch runden Faser mit der gleichen Querschnittfläche.
Nach einer der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die erste Polymerkomponente der schmelzgeblasenen Mehrkomponentenbahn der Lage 14 mindestens 85% Polyethylen auf. Das Polyethylen ist vorzugsweise ein Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur und einem Schmelzindex von mindestens 10 g/10 min (gemessen nach dem Standard ASTM D-1238; 2,16 kg bei 190°C), einem oberen Grenzschmelzbereich von etwa 120° bis 140°C und einer Dichte im Bereich von 0,86 bis 0,97 g/cm³. Besonders bevorzugt ist das Polyethylen ein Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur mit einem Schmelzindex von 150 g/10 min (nach Standard ASTM D-1238) und ist verfügbar bei Dow Chemical als ASPUN 6831A. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die erste Polymerkomponente ein Ethylen-Copolymer sein, wie beispielsweise Ethylen/Vinylacetat ("EVA"), Ethylen/Methacrylat ("EMA") oder SURLYN^®-Ethylen-Copolymer (verfügbar bei DuPont, Wihnington, DE). Die Polyethylenkomponente der schmelzgeblasenen Bahn der Lage 14 macht bevorzugt zwischen etwa 20% und 98 Gew.% der Bahn in der feinfaserigen Lage 14 aus und mehr bevorzugt zwischen etwa 55% und 98 Gew.% der Bahn in der feinfaserigen Lage 14 und am meisten bevorzugt zwischen etwa 65% und 97 Gew.% der Bahn in der feinfaserigen Lage 14. Alternativ kann die Polyethylenkomponente der schmelzgeblasenen Bahn der Lage 14 vorzugsweise bis herab zu etwa 10% und 20 Gew.% der Bahn in der feinfaserigen Lage 14 ausmachen.
Gemäß der Erfindung weist die zweite Polymerkomponente der schmelzgeblasenen mehrkomponentigen Bahn der Lage 14 ein oder mehrere fasererzeugenden synthetische Polymere mit einer Schmelztemperatur größer als 140°C oder einer Glasübergangstemperatur größer als 40°C auf. Vorzugsweise ist/sind das andere Polymer oder Polymere gegenüber Gammastrahlung stabiles Polymer, das das Spinnen der Polyethylen-Faserkomponente verbessert, wie beispielsweise ein Polyester-, Polyamid-, Polyurethan- oder Polystyrol-Polymer. Alternativ kann die zweite Polymerkomponente der feinfaserigen Lage 14 ein nicht durch Strahlung sterilisierbares Polymer sein, wie beispielsweise Polypropylen, wenn die Endanwendung des flächigen Erzeugnisses nicht erforderlich macht, dass das flächige Erzeugnis durch Strahlung sterilisierbar ist. Das am meisten bevorzugte Polymer für die zweite Polymerkomponente der Lage 14 der schmelzgeblasenen mehrkomponentigen Bahn ist ein Polyester-Polymer, wie beispielsweise Poly(ethylenterephthalat), Poly(trimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymere und Terpolymere davon. In der zweiten Polymerkomponente der Lage 14 der schmelzgeblasenen Bahn war der vorteilhaft zum Einsatz gelangende Polyester Poly(ethylenterephthalat) mit einer Grenzviskosität von 0,53 (wie in der US-P-4743504 gemessen wird) und ist bei DuPont als Crystar^®-Polyester (Merge 3949) verfügbar.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die feinen Fasern der Lage 14 schmelzgeblasene Fasern, die nach einem Prozess des Schmelzblasens erzeugt werden. In dem Schmelzblasprozess führen ein oder mehrere Extruder geschmolzenes Polymer einer Düsenspitze zu, wo das Polymer bei seiner Passage durch die feinen Kapillaröffnungen unter Erzeugung eines Vorhanges von Filamenten zerfasert wird. Die Filamente werden pneumatisch abgezogen und normalerweise von einem Luftstrahl im Umfang der feinen Kapillaröffnungen in der Düse aufgebrochen. Die Fasern werden auf ein sich bewegendes Band oder Sieb, ein Gitterstoff oder eine andere faserige Lage abgelegt. Die auf diese Weise mit Hilfe des Schmelzblasens erzeugten Fasern sind in der Regel diskontinuierliche Fasern mit einem wirksamen Durchmesser im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 10 μm.
Die Fasern der Lage 14 der schmelzgeblasenen mehrkomponentigen Bahn können unter Anwendung eines Apparates zum Schmelzblasen aus der Schmelze geblasen werden, der über Kapillardüsenöffnungen verfügt, wie sie etwa in 7 gezeigt werden. In der Querschnittansicht eines Spinnblockes 20 zum Schmelzblasen, der in 7 gezeigt ist, werden zwei verschiedene Polymerkomponenten in parallelen Extrudern (nicht gezeigt) geschmolzen und separat durch Zahnradpumpen (nicht gezeigt) in Leitungen 25 und 26 dosiert, die voneinander durch eine Platte 27 getrennt sind. Die Polymerkomponenten werden sodann zu einer Reihe von Kapillardüsen 21 zugeführt. Alternativ können die Fasern der Lage 14 der schmelzgeblasenen mehrkomponentigen Bahn unter Anwendung eines Apparates zum Schmelzblasen aus der Schmelze geblasen werden, die über Kapillardüsenöffnungen verfügen, wie sie etwa in 3 gezeigt sind und vollständiger in der US-P-4795668 beschrieben wurden. In der Querschnittansicht der Schmelzblasdüse 20', die in 3 gezeigt ist, werden zwei verschiedene Polymerkomponenten in parallelen Extrudern 23 und 24 geschmolzen und separat durch Zahnradpumpen (nicht gezeigt) und Leitungen 25' und 26' in die Formhöhlung 22 zugeführt. Aus der Formhöhlung werden die Polymerkomponenten gemeinsam durch eine Reihe von Kapillardüsen 21' extrudiert. Nach einer anderen Alternative können die Polymerkomponenten in einer bereits zu einer Lage ausgezogenen Form in die Formhöhlung des Spinnblockes eingespeist werden, von dem aus die Kapillardüsen mit einem Strom von mehrkomponentigem Polymer versorgt werden.
Nach dem Verlassen der Kapillardüsen dämpft ein Heißluftstrahl die austretenden Polymerfilamente, der von den Kanälen 28 (7) oder den Kanälen 28' (3) zugeführt wird. Ohne an eine Lehre gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, dass der Luftstrahl die Filamente zu noch feineren Filamenten aufteilen kann. Es wird angenommen, dass die resultierenden Filamente Bikomponentenfilamente enthalten, in denen jedes Filament aus 2 separaten Polymerkomponenten erzeugt ist, die sich beide über die Länge der schmelzgeblasenen Faser in einer Seite-an-Seite-Konfiguration erstrecken. Ebenfalls wird angenommen, dass ein Teil der aufgeteilten Filamente nur eine der Polymerkomponenten enthalten kann. Die feinen Fasern der Lage 14 ließen sich alternativ mit Hilfe anderer bekannter Prozesse zum Schmelzblasen erzeugen, wie beispielsweise mit Hilfe des Prozesses, worin eine einzelne Luftdüse jede Polymerkapillare umgibt, wie dies in der US-P-4380570 offenbart wurde.
Die bevorzugte schmelzgeblasene mehrkomponentige Bahn der Lage 14 ist eine schmelzgeblasene Bikomponentenbahn, die Polyethylen und Polyester aufweist. Die Polyethlyenkomponente kann 10% bis 98 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn ausmachen. Bevorzugt macht die Polyethylenkomponente 20% bis 98 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus und die Polyesterkomponente 2% bis 80 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus. Mehr bevorzugt macht die Polyethylenkomponente 55% bis 98 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus und die Polyesterkomponente 2% bis 45 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus. Noch mehr bevorzugt macht die Polyethylenkomponente 65% bis 97 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus und die Polyesterkomponente 3% bis 35 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus. Am meisten bevorzugt macht die Polyethylenkomponente 80% bis 95 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus und die Polyesterkomponente 5% bis 20 Gew.% der schmelzgeblasenen Bahn aus.
Gemäß der Erfindung sind die größeren und stärkeren gebondeten Fasern der Lagen 12 und 16 konventionelle, aus der Schmelze gesponnene Fasern oder ein bestimmter anderer Typ einer stark vliesverfestigten Faser. Vorzugsweise sind die schmelzgesponnenen Fasern weitgehend Endlosfasern. Alternativ könnten die Lagen 12 und 16 eine Bahn aus im Luftblasverfahren hergestellten Stapelfasern oder im Nassverfahren hergestellte Stapelfasern sein oder eine kardierte Bahn, worin die Fasern untereinander unter Erzeugung einer starken Gewebestruktur gebondet sind. Die Fasern der Lagen 12 und 16 sollten aus einem Polymer gefertigt sein, mit dem sich Polyethylen enthaltende feine Fasern der Kernlage 14 leicht bonden lassen. Die Fasern der Lagen 12 und 16 sind vorzugsweise durch Gammastrahlung sterilisierbar insofern, dass sie über eine äußere Lage verfügen, die ein anderes Polymer als Polypropylen aufweist, wie beispielsweise Polyester, Polyethylen, Polyamid oder eine bestimmte Kombination davon. Sofern das textile Verbundstoff-Flächengebilde nicht bei Endanwendungen eingesetzt wird, bei denen eine Strahlungssterilisation angewendet wird, können die Fasern der Lagen 12 und 16 auch Polymer aufweisen, das nicht durch Gammastrahlung sterilisierbar ist, wie beispielsweise Polypropylen.
Eine bevorzugte schmelzgesponnene Faser der Lagen 12 und 16 weist eine Bikomponentfaser auf bestehend aus Polyester und Polyethylen. Die Polyesterkomponente trägt zur Festigkeit des textilen Flächengebildes bei, während die Polyethlyenkomponente das textile Flächengebilde weicher macht und besser drapierfähig. Darüber hinaus hat die Polyethylenkomponente eine niedrigere Schmelztemperatur als die Polyesterkomponente der Faser, so dass die Faserlagen 12 und 16 mit den feinen Fasern der Kernlage 14 unter Anwendung des Prozesses zum thermischen Bonden leichter gebondet werden können. Alternativ könnten die Lagen 12 und 16 ein Blend von einzelnen Polymerkomponentenfasern aufweisen, wie beispielsweise eine vliesverfestigte Bahn, worin ein Teil der Fasern Polyethylenfasern sind und ein Teil der Fasern Polyesterfasern sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die größeren und stärkeren Fasern der Lagen 12 und 16 im Wesentlichen vliesverfestigte Endlosfasern, die unter Erzeugung eines Hochleistungs-Schmelzspinnprozesses erzeugt werden, wie beispielsweise den Hochleistungs-Schmelzspinnprozessen, wie sie in den US-P-3802817, 5545371 und 5885909 offenbart wurden. Nach dem bevorzugten Hochleistungs-Schmelzspinnprozess führen ein oder mehrere Extruder geschmolzenes Polymer einem Spinnblock zu, wo das Polymer bei seiner Passage durch die Öffnungen unter Erzeugung eines Vorhanges von Filamenten zerfasert wird. Die Filamente werden teilweise in einer Luftabschreckzone gekühlt. Die Filamente werden anschließend pneumatisch abgezogen, um ihre Größe zu verringern und ihnen Festigkeit zu verleihen. Die Filamente werden auf einem sich bewegenden Band, Gitterstoff oder einer anderen Faserlage abgelegt. Die Fasern, die mit Hilfe des bevorzugten Hochleistungs- Schmelzspinnprozesses hergestellt werden, sind im Wesentlichen durchgehend und haben einen Durchmesser von 5 bis 30 μm. Diese Fasern lassen sich als Einzelkomponentenfasern, als Mehrfachkomponentenfasern oder als eine bestimmte Form davon erzeugen. Die Mehrkomponentenfasern können mit verschiedenen bekannten Querschnittkonfigurationen erzeugt werden, einschließlich Seite-an-Seite-Konfigurationen, Mantel-Kern-Konfigurationen, mehrfach unterteilte Tortenanordnung oder als "Islands-in-the-sea"-Konfiguration.
In 4 ist ein Apparat zum Erzeugen von schmelzgesponnenen Bikomponentenfasern mit hoher Geschwindigkeit und hoher Festigkeit schematisch dargestellt. In diesem Apparat werden 2 thermoplastische Polymere in die Trichter 40 bzw. 42 eingespeist. Das Polymer in Trichter 40 wird dem Extruder 44 zugeführt und das Polymer in Trichter 42 dem Extruder 46 zugeführt. Die jeweiligen Extruder 44 und 46 schmelzen das Polymer und setzen es unter Druck und drücken es durch die Filter 48 bzw. 50 und die Dosierpumpen 52 bzw. 54. Das Polymer aus Trichter 40 wird mit dem Polymer aus Trichter 42 im Spinnblock 56 mit Hilfe bekannter Methoden vereint, um die gewünschten, vorstehend erwähnten Filamentquerschnitte des Mehrkomponentenfilamentes zu erzeugen, beispielsweise unter Anwendung eines Mehrkomponente-Spinnblockes, wie er in der US-P-5162074 offenbart wurde. Wo die Filamente einen Mantel/Kern-Querschnitt haben, wird im typischen Fall ein niedriger schmelzendes Polymer für die Mantellage verwendet, um so das thermische Bonden zu verstärken. Auf Wunsch können Einzelkomponentenfasern aus dem Mehrkomponentenapparat versponnen werden, wie er in 4 gezeigt wird, indem einfach das gleiche Polymer in beide Trichter 40 und 42 gegeben wird.
Die geschmolzenen Polymere verlassen den Spinnblock 56 durch eine Vielzahl von Kapillaröffnungen auf der Stirnseite der Spinnbrause 58. Die Kapillaröffnungen können auf der Stirnseite der Spinnbrause in einem konventionellen Muster angeordnet sein (rechteckig, versetzt, usw.) wobei der Abstand der Öffnungen so eingestellt ist, dass die Produktivität und das Abschrecken der Faser optimiert werden. Die Dichte der Öffnungen liegt im typischen Fall im Bereich von 500 bis 8.000 Löcher/Meter Breite des Bündels. Typische Polymerdurchsätze pro Öffnung liegen im Bereich von 0,3 bis 5,0 g/min.
Die aus dem Spinnblock 56 extrudierten Filamente 60 werden zunächst mit Hilfe von Anblasluft 62 gekühlt und anschließend mit Hilfe einer pneumatischen Spinndüse 64 abgezogen, bevor sie niedergelegt werden. Die Anblasluft wird von einer oder mehreren konventionellen Kühlboxen bereitgestellt, von denen die Luft gegen die Filamente mit einer Geschwindigkeit von 0,3 bis 2,5 m/s und bei einer Temperatur im Bereich von 5° bis 25°C gerichtet wird. Im typischen Fall werden zwei Kühlboxen, die sich an gegenüberliegenden Seiten der Reihe der Filamente gegenüberstehen, in einer Konfiguration verwendet, die als Gleichstrom-Luftkonfiguration bekannt ist. Der Abstand zwischen den Kapillaröffnungen und der Streckdüse kann irgendwo zwischen 30 und 130 cm betragen, was von den angestrebten Fasereigenschaften abhängt. Die abgeschreckten Filamente treten in die pneumatische Streckdüse 64 ein, wo die Filamente mit Hilfe von Luft 66 zu Faserlaufgeschwindigkeiten im Bereich von 2.000 bis 12.000 m/min gezogen werden. Dieses Ziehen der Filamente verstreckt und dehnt die Filamente, wenn die Filamente die Kühlzone passieren. Die Filamente 67, die die Streckdüse 64 verlassen, sind dünner und fester als die Filamente die aus dem Spinnblock extrudiert wurden. Die weitgehend endlosen Faserfilamente 67 sind feste Fasern mit einer Zugfestigkeit von mindestens 1 gpd und vorzugsweise mit einem wirksamen Durchmesser von 5 bis 30 μm. Die Filamente 67 werden auf einem Ablageband oder einem Formsieb 68 als weitgehend Endlosfaserfilamente abgelegt. Der Abstand zwischen dem Austritt aus der Streckdüse 64 und dem Ablageband hängt von den Eigenschaften ab, die in der Vliesstoffbahn angestrebt werden und liegen in der Regel im Bereich zwischen 13 und 76 cm. Normalerweise wird ein Vakuumabsaugen durch das Ablageband hindurch angewendet, um das Fesfiageln der Faserbahn zu unterstützen. Nach Erfordernis kann die resultierende Bahn 12 zwischen Walzen zum thermischen Bonden 72 und 74 durchlaufen, bevor es auf der Rolle 78 aufgenommen wird.
Der Verbundvliesstoff der Erfindung kann In-line unter Anwendung des in 5 schematisch gezeigten Apparates hergestellt werden. Alternativ können die Lagen des flächigen Verbundstoffes unabhängig hergestellt und später vereint und gebondet werden, um den flächigen Verbundstoff zu erzeugen. Der in 5 gezeigte Apparat schließt Sektionen 80 und 94 zur Herstellung einer vliesverfestigten Bahn ein, die vorzugsweise ähnlich den im Zusammenhang mit 4 beschriebenen Hochleistungs-Schmelzspinnapparats sind. Der Apparat von 5 schließt ferner eine Sektion 82 zur Herstellung einer schmelzgeblasenen Bahn ein, bei dem der im Zusammenhang mit 3 oder 7 vorstehend beschriebene Apparat zum Schmelzblasen einbezogen ist. Zum Zwecke der Veranschaulichung sind 2 Sektionen 80 und 94 zum Herstellen einer vliesverfestigten Bahn bei der Erzeugung von Bikomponentenfasern gezeigt. Es gilt als selbstverständlich, dass die Sektionen 80 und 94 zur Herstellung der vliesverfestigten Bahn durch Aggregate ersetzt werden können, die zur Erzeugung von vliesverfestigten Bahnen konzipiert sind, welche nur eine Polymerkomponente oder drei oder mehrere Polymerkomponenten haben. Es gilt ebenfalls als selbstverständlich, dass sich mehr als eine Sektion zur Erzeugung einer vliesverfestigten Bahn in Reihe anwenden ließe, um eine Bahn zu erzeugen, die aus einem Blend unterschiedlicher Einzel- oder Mehrkomponentenfasern hergestellt ist. Es gilt ferner als selbstverständlich, dass das/die Polymer(e), das/die in Sektion 94 verwendet wird/werden, von dem/den in Sektion 80 verwendeten Polymer(en) verschieden sein kann. Sofern die Herstellung eines flächigen Verbundstoffes angestrebt wird, der nur eine vliesverfestigte Lage hat und eine feinfaserige Lage (wie in 2 dargestellt ist), so kann die Sektion 94 zur Herstellung der zweiten vliesverfestigten Bahn abgeschaltet oder eliminiert werden.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden in den Sektionen 80 und 94 zur Herstellung der vliesverfestigten Bahn des in 5 gezeigten Apparates zwei thermoplastische Polymerkomponenten A und B geschmolzen, filtriert und (nicht gezeigt) den Spinnblöcken 56 und 96 zugemessen, wie im Zusammenhang mit 4 vorstehend beschrieben wurde. Die schmelzflüssigen Polymerfilamente 60 bzw. 100 werden aus den Spinnblöcken durch die Spinndüsenaggregate 58 bzw. 98 entsprechend der vorstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit 4 extrudiert. Die Filamente können als Bikomponentenfilamente extrudiert werden, die über den gewünschten Querschnitt verfügen, wie beispielsweise einen Mantel-Kern-Filamentquerschnitt. Vorzugsweise wird für den Mantelteil ein bei niedrigerer Temperatur schmelzendes Polymer verwendet, während für den Kernteil ein bei höherer Temperatur schmelzendes Polymer verwendet wird. Die resultierenden Filamente 60 und 100 werden mit Kühlluft 62 und 102 entsprechend der vorstehenden Beschreibung gekühlt. Als nächstes treten die Filamente in pneumatische Streckdüsen 64 und 104 ein und werden durch Anblasluft 66 und 106 abgezogen, wie vorstehend im Zusammenhang mit 4 beschrieben wurde. Die Fasern 67 aus der Sektion 80 zum Herstellen der vliesverfestigten Bahn werden auf dem Formsieb 68 abgelegt, um so auf dem Fließband eine vliesverfestigte Lage 12 zu erzeugen.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei thermoplastische Polymere C und D miteinander vereint, um eine schmelzgeblasene Bikomponentenbahn in der Sektion 82 zum Erzeugen einer schmelzgeblasenen Bahn herzustellen. Die Polymere C und D werden geschmolzen, filtriert und anschließend (nicht gezeigt) dem Spinnblock 84 zugemessen. Die schmelzflüssigen Polymere werden in dem Spinnblock 84 zum Schmelzblasen vereint und verlassen den Spinnblock durch eine Reihe von Kapillaröffnungen 86, wie vorstehend beschrieben wurde. Der Spinnblock 86 erzeugt vorzugsweise den gewünschten Querschnitt der Seite-an-Seite-Faserfilamente.
Alternativ können die Anordnungen des Spinnblockes verwendet werden, um andere Faserquerschnitte zu erzeugen, wie beispielsweise einen Mantel-Kern-Querschnitt. Ein Heißluftstrahl 88, der von den Kanälen 90 zugeführt wird, trifft auf die gegenüberliegende Seite der austretenden Filamente 91 und verfeinert das jeweilige Filament 91 unmittelbar nach dem Austreten des jeweiligen Filamentes aus seiner Kapillaröffnung. Die schmelzgeblasenen Filamente 91 werden in der Regel während des Verfeinerungsprozesses aufgeteilt. Die schmelzgeblasenen Filamentfasern 91 werden auf der vliesverfestigten Lage 12 abgelegt, um die Lage 14 der schmelzgeblasenen Mehrkomponentenbahn zu erzeugen.
Sofern eine zweite Sektion 94 zur Erzeugung einer vliesverfestigten Bahn angewendet wird, können im Wesentlichen vliesverfestigte Endlosfasern 107 aus der Sektion 94 zur Erzeugung der vliesverfestigten Bahn auf der schmelzgeblasenen Lage 14 abgelegt werden, um so eine zweite vliesverfestigte Lage 16 auf der Bahn zu erzeugen. Die Lagen 12 und 16 haben nicht notwendigerweise die gleiche Dicke oder das gleiche flächenbezogene Gewicht.
Der Aufbau der Spunbond-Meltblown-Spunbond-Bahn wird zwischen beheizten Bondierwalzen 72 und 74 hindurchgeführt, um die Bahn 10 des Verbundvliesstoffes zu erzeugen, die auf einer Walze 78 aufgenommen wird. Vorzugsweise sind die Bondierwalzen 72 und 74 beheizte Walzen, die bei einer Temperatur innerhalb von plus oder minus 20°C der niedrigsten Schmelztemperatur des Polymers in dem Verbundstoff gehalten werden. Bei dem Polyethylen enthaltenden flächigen Verbundstoff der Erfindung sind eine Bondingtemperatur im Bereich von 115° bis 120°C und ein Bondingdruck im Bereich von 350 bis 700 N/cm angewendet worden, um ein gutes thermisches Bonden zu erzielen. Alternative Methoden zum Bonden der Lagen des flächigen Verbundstoffes schließen ein Kalanderbonden, Luft-Durchbonden, Dampfbonden und Klebbonden ein.
Wahlweise lässt sich eine fluorchemische Beschichtung auf die Verbundvliesstoffbahn 10 aufbringen, um die Oberflächenenergie der Faseroberfläche zu verringern und dadurch den Widerstand gegen Eindringung von Flüssigkeit zu erhöhen. Beispielsweise kann das textile Flächengebilde mit einer topischen Imprägnierbehandlung versehen werden, um die Flüssigkeitssperre zu verbessern und speziell um die Sperre gegenüber Flüssigkeiten mit geringer Oberflächenspannung zu verbessern. Auf dem Gebiet sind zahlreiche topische Behandlungsmethoden gut bekannt und schließen einen Sprühauftrag ein, das Walzenbeschichten, Schaumauftrag, Quetschwalzenauftrag, usw. Typische Imprägnierungsbestandteile schließen Fluorchemikalien ein, wie beispielsweise ZONYL^® (verfügbar bei DuPont, Wihnington, DE) oder REPEARL^® (verfügbar bei Mitsubishi Int. Corp., New York, NY). Ein topischer Imprägnierprozess kann entweder In-line mit der Erzeugung des textilen Flächengebildes ausgeführt werden oder als ein separater Verfahrensschritt. Alternativ lassen sich die Fluorchemikalien auch in die Faser als ein Additiv zur Schmelze einspinnen.
Der erfindungsgemäße flächige Verbundvliesstoff 10 hat ein flächenbezogenes Gewicht im Bereich von 10 bis 120 g/m² und mehr bevorzugt im Bereich von 30 bis 90 g/m² und am meisten bevorzugt im Bereich von 50 bis 70 g/m². Die Einspannzugfestigkeit des flächigen Verbundvliesstoffes kann in Abhängigkeit von den zum Einsatz gelangenden Bedingungen des thermischen Bondens stark variieren. Typische Einspannzugfestigkeiten des Flächengebildes (sowohl in Faserlaufrichtung als auch in Querrichtung) sind 35 bis 400 N und mehr bevorzugt 40 bis 300 N und am meisten bevorzugt 50 bis 200 N. Die innere schmelzgeblasene Faserlage des flächigen Verbundstoffes hat typischerweise ein flächenbezogenes Gewicht zwischen 2 und 40 g/m² und mehr bevorzugt zwischen 5 und 30 g/m² und am meisten bevorzugt zwischen 12 und 25 g/m². Die äußere Lage des Verbundstoffes trägt zur Festigkeit des Verbundvliesstoffes bei und ist in bestimmten Fällen eine Sperre. Jede der äußeren Lagen hat typischerweise ein flächenbezogenes Gewicht zwischen 3 und 50 g/m² und mehr bevorzugt zwischen 8 und 40 g/m² und am meisten bevorzugt zwischen 12 und 35 g/m². Vorzugsweise sind die Lagen des flächigen Verbundstoffes untereinander durch thermisches Bonden verfestigt, beispielsweise auf dem Wege des Schmelzens einer Polymerkomponente mit geringer Schmelztemperatur in der feinfaserigen Lage 14 und/oder der Lagen 12 und 16 mit größeren Fasern. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt der flächige Verbundstoff einen hydrostatischen Druckwert von mindestens 10 cm und mehr bevorzugt mindestens 20 cm und am meisten bevorzugt mindestens 35 cm. Ferner zeigt der flächige Verbundstoff einen "Wasseraufprall" von weniger als 5 g und mehr bevorzugt weniger als 2 g und am meisten bevorzugt weniger als 0,5 g. Schließlich hat der flächige Verbundstoff vorzugsweise eine Frazier-Luftdurchlässigkeit größer als 1 m³/min/m² und mehr bevorzugt größer als 5 m³/min/m².
Die vorliegende Erfindung wird nun in den folgenden, nicht einschränkenden Beispielen veranschaulicht, die zur Veranschaulichung der Erfindung auszulegen sind und die Erfindung in keiner Weise einschränken.
BEISPIELE
Es wurden flächige Verbundstoffe hergestellt, wie sie in 1 gezeigt sind. Jeder flächige Verbundstoff wies eine Lage aus schmelzgeblasenen Fasern auf, die sandwichartig zwischen vliesverfestigten äußeren Lagen angeordnet war. Die schmelzgeblasene innere Lage wurde entsprechend den im Zusammenhang mit 4 vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Bedingungen des Schmelzblasprozesses für die schmelzgeblasene Lage des jeweiligen flächigen Verbundstoffes sind in Tabelle 1 angegeben. Die vliesverfestigten Lagen wurden jeweils einzeln unter Anwendung eines Hochleistungs-Schmelzspinnprozesses hergestellt, wie er vorstehend im Zusammenhang mit der Sektion 80 zur Herstellung der vliesverfestigten Bahn nach dem in 5 gezeigten Prozess beschrieben wurde.
Anstelle einer Herstellung sämtlicher Lagen in einem kontinuierlichen Prozess, wie er im Zusammenhang mit 5 beschrieben wurde, wurden vliesverfestigte Lagen jedoch jeweils einzeln versponnen, niedergelegt und aufgespult. Die zwei vliesverfestigten Lagen und die schmelzgeblasene Lage wurden nacheinander abgespult und vereint, um Spunbond-Meltblown-Spunbond-Bahnstrukturen zu erzeugen, die unter Erzeugung flächiger Verbundvliesstoffe thermisch gebondet wurden. In sämtlichen Beispielen wurden Temperaturen des Bondens im Bereich von 115° bis 120°C und Drücke zum Bonden im Bereich von 350 bis 700 N/cm angewendet. Es ist festgestellt worden, dass die Änderung der Bedingungen des Bondens innerhalb dieser Temperatur- und Druckbereiche des Bondens keinen wesentlichen Einfluss auf die Sperr- oder Zugfestigkeitseigenschaften des gebondeten flächigen Verbundstoffes haben. Dementsprechend wurden die Bedingungen des Bondens für die nachfolgenden Beispiele in Tabelle 2 aufgeführt, werden in dem jeweiligen Beispiel jedoch nicht speziell diskutiert. Die an dem flächigen Verbundstoff des jeweiligen Beispiels gemessenen Eigenschaften sind in Tabelle 2 aufgeführt.
BEISPIELE 1, 1A UND 1B
Es wurde eine schmelzgeblasene Bikomponentenbahn mit einer Polyethylenkomponente und einer Poly(ethylenterephthalat)-Komponente hergestellt. Die Polyethylenkomponente wurde aus linearem Polyethylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 150 g/10 min hergestellt (gemessen nach dem Standard ASTM D-1238), das bei Dow als ASPUN 6831A verfügbar ist. Die Polyesterkomponente wurde aus Poly(ethylenterephthalat) mit einer Grenzviskosität von 0,53 hergestellt (gemessen wie in der US-P-4743504) und ist bei DuPont als Crystar^®-Polyester (Merge 3949) verfügbar. Das Polyester-Polymer war kristallisiert und vor der Extrusion getrocknet. In separaten Extrudern wurde das Polyethylen-Polymer bis zu 232°C (450°F) und das Polyester-Polymer bis zu 300°C (572°F) erhitzt. Die zwei Polymere wurden separat extrudiert, filtriert und in einen Bikomponenten-Spinnblock zugemessen, der so angeordnet war, dass ein Seite-an-Seite-Filamentquerschnitt geschaffen wurde. Die Düse des Spinnblockes wurde bis 300°C (572°F) erhitzt. Die Düse hatte 601 Kapillaröffnungen, die in einer 61 cm (24 inch)-Reihe angeordnet waren. Die Polymere wurden durch die jeweilige Kapillare mit einem Polymerdurchsatz von 0,40 g/Loch/min versponnen. Die Luft zur Verfeinerung wurde bis zu einer Temperatur von 316°C (600°F) erhitzt und mit einem Durchsatz von 11,33 m³/min (400 scfm) durch zwei 0,8 mm breite Luftkanäle zugeführt. Die zwei Luftkanäle liefen entlang der Länge der 24 inch-Kapillaröffnungen mit jeweils einem Kanal auf jeder Seite der Reihe der Kapillaren, die um 1 mm von den Kapillaröffnungen versetzt waren. Das Polyethylen wurde dem Spinnblock mit einem Durchsatz von 2,9 kg/h und das Polyester mit einem Durchsatz von 11,7 kg/h zugeführt. Es wurde eine schmelzgeblasene Bikomponentenbahn erzeugt, die aus 20 Gew.% Polyethylen und 80 Gew.% Polyester bestand. Die Filamente wurden auf einem durchlaufenden Formsieb unter Erzeugung einer schmelzgeblasenen Bahn aufgenommen. Die schmelzgeblasene Bahn wurde auf einer Rolle aufgenommen. Die schmelzgeblasene Bahn hatte ein flächenbezogenes Gewicht von 11,7 g/m².
Die vliesverfestigten äußeren Lagen waren Bikomponentenfasern mit einem Mantel-Kern-Querschnitt. Die vliesverfestigten Fasern wurden unter Anwendung eines Apparates erzeugt, wie er vorstehend im Zusammenhang mit 4 beschrieben worden ist. Zur Verwendung in den äußeren Lagen des flächigen Verbundstoffes wurden vliesverfestigte Bahnen mit zwei flächenbezogenen Gewichten hergestellt (15 g/m² und 30 g/m²). Die vliesverfestigten Bikomponentenfasern wurden aus linearem Polyethylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 27 g/10 min (gemessen nach dem Standard ASTM D-1238) hergestellt und sind bei Dow als ASPUN 6811A verfügbar sowie aus Poly(ethylenterephthalat)-Polyester mit einer Grenzviskosität von 0,53 (gemessen nach der US-P-4743504), das bei DuPont als Crystar^®-Polyester (Merge 3949) verfügbar ist. Das Polyesterharz wurde vor Gebrauch bei einer Temperatur von 180°C kristallisiert und bei einer Temperatur von 120°C bis zu einem Feuchtegehalt von weniger als 50 ppm getrocknet.
Der Polyester wurde bis 290°C und das Polyethylen bis 280°C in separaten Extrudern erhitzt. Die Polymere wurden extrudiert, filtriert und zu einem bei 295°C gehaltenen Bikomponenten-Spinnblock zugemessen und so ausgeführt, dass ein Mantel-Kern-Filamentquerschnitt geschaffen wurde. Die Polymere wurden durch die Spinnbrause unter Erzeugung von Bikomponentefilamenten mit einem Polyethylen-Mantel und einem Poly(ethylenterephthalat)-Kern versponnen. Der Gesamtdurchsatz an Polymer pro Spinnblockkapillare betrug 0,4 g/min für das flächenbezogene Gewicht der Bahn von 15 g/m² und 0,5 g/min für die 30 g/m²-Bahn. Die Polymere wurden so zugemessen, dass Filamentfasern geschaffen wurden, die aus 30% Polyethylen (Mantel) und 70% Polyester (Kern) bezogen auf das Fasergewicht bestanden. Die Filamente wurden in einer 38,1 cm (15 inch) langen Kühlzone mit Kühlluft gekühlt, die von zwei gegenüberliegenden Kühlboxen bei einer Temperatur von 12°C und einer Geschwindigkeit von lm/s bereitgestellt wurde. Die Filamente liefen in eine pneumatische Streckdüse, die sich im Abstand von 50,8 cm (20 inch) unterhalb der Kapillaröffnungen des Spinnblockes befand, wo die Filamente mit einer Geschwindigkeit von näherungsweise 9.000 m/min abgezogen wurden. Die resultierenden kleineren, festeren und weitgehend durchlaufenden Filamente wurden auf ein Ablegeband mit Vakuumabsaugung abgelegt. Die Fasern der zwei Bahnen (flächenbezogene Gewichte von 15 g/m² und 30 g/m²) hatten einen wirksamen Durchmesser im Bereich von 6 bis 8 Mikrometer. Die resultierenden Bahnen wurden zwischen 2 Walzen zum thermischen Bonden hindurch geführt, um die Bahn zum Transport leicht zu verkleben, indem ein Bondingpunktmuster bei einer Temperatur von 100°C und ein Quetschdruck von 100 N/cm angewendet wurden. Die Laufgeschwindigkeit während des Bondens betrug 150 m/min für die Bahn mit dem flächenbezogenen Gewicht von 15 g/m² und 100 in/min für die Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 30 g/m². Die leicht gebondeten, vliesverfestigten Bahnen wurden jeweils auf einer Rolle aufgenommen.
Das Verbundvliesstoff Flächengebilde wurde hergestellt, indem die vliesverfestigte Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 15 g/m² auf ein sich bewegendes Band abgespult wurde. Die schmelzgeblasene Bikomponentenbahn wurde abgespult und auf die Oberseite der durchlaufenden vliesverfestigten Bahn abgelegt. Es wurde eine zweite Rolle mit der vliesverfestigten Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 15 g/m² abgespult und auf der Oberseite der schmelzgeblasenen, vliesverfestigten Bahn abgelegt, um eine Spunbond-Meltblown-Spunbond-Verbundvliesstoffbahn zu erzeugen. Die Verbundstoffbahn wurde zwischen einer gravierten, ölbeheizten Metall-Kalanderwalze und einer glatten, mit Öl beheizten Metall-Kalanderwalze thermisch gebondet. Beide Walzen hatten einen Durchmesser von 466 mm. Die gravierte Walze hatte eine verchromte Oberfläche aus nicht gehärtetem Stahl mit einem Rautenmuster mit einer Punktgröße von 0,466 mm², einer Punkttiefe von 0,86 mm, einem Punktabstand von 1,2 mm und einer Bondingfläche von 14,6%. Die glatte Walze hatte eine Oberfläche aus gehärtetem Stahl. Die Verbundstoffbahn wurde bei einer Temperatur von 120°C, einem Quetschdruck von 350 N/cm und einer Laufgeschwindigkeit von 50 m/min gebondet. Der gebondete flächige Verbundstoff wurde auf einer Walze aufgenommen. Dieser flächige Verbundvliesstoff wurde aus 2 Lagen von vliesverfestigten Bahnen mit einem flächenbezogenen Gewicht von 15 g/m2 erzeugt und die schmelzgeblasene Bikomponentenbahn ist der flächige Verbundstoff von Beispiel 1a. Das flächenbezogene Endgewicht des flächigen Verbundvliesstoffes betrug 42,1 g/m².
In Beispiel 1b wurde ein anderer flächiger Verbundvliesstoff unter Anwendung identischer Bedingungen zum Bonden hergestellt, jedoch unter Verwendung von zwei Lagen von vliesverfestigten Bahnen mit einem flächenbezogenen Gewicht von 30 g/m² anstelle der Bahnen mit 15 g/m² von Beispiel 1a. Das flächenbezogene Endgewicht dieses flächigen Verbundstoffes von Beispiel 1b betrug 65,7 g/m².
BEISPIEL 2
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 1 mit der Ausnahme erzeugt, dass die Geschwindigkeit des Formsiebs, auf das die schmelzgeblasene Bahn abgelegt wurde, so eingestellt wurde, dass das flächenbezogene Gewicht der schmelzgeblasenen Lage auf 16,8 g/m² erhöht wurde. Die äußeren Lagen des flächigen Verbundstoffes wurden beide aus einer vliesverfestigten Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 30 g/m² entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften des Flächengebildes sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
BEISPIEL 3
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 2 mit der Ausnahme erzeugt, dass die Geschwindigkeit des Formsiebs, auf das die schmelzgeblasene Bahn abgelegt wurde, so eingestellt wurde, dass das flächenbezogene Gewicht der schmelzgeblasenen Lage auf 24,1 g/m² erhöht wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Flächengebildes sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
BEISPIELE 4, 4A UND 4B
Es wurden flächige Verbundstoffe nach der Prozedur von Beispiel 1, 1a und 1b mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom wurde auf 14,16 m³/min (500 scfm) erhöht; der Polymerdurchsatz wurde auf 0,75 g/Loch/min erhöht; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 11,4 kg/h erhöht, während die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate auf 15,6 kg/h erhöht wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die aus 42 Gew.% Polyethylen und 58 Gew.% Polyester bestand; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 11,0 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Flächengebilde sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
BEISPIEL 5
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 2 mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom wurde auf 9,91 m³/min (350 scfm) verändert; der Polymerdurchsatz wurde auf 0,37 g/Loch/min verändert; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 5,7 kg/h verändert, während die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate auf 7,8 kg/h verändert wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die aus 42 Gew.% Polyethylen und 58 Gew.% Polyester bestand; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 16,3 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Flächengebilde sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Der flächige Verbundvliesstoff wurde ferner mit einer standardgemäßen fluorchemischen Ausrüstung behandelt, um die Oberflächenenergie der Faseroberfläche zu verringern und dadurch den Widerstand des textilen Flächengebildes gegen Eindringung von Flüssigkeit zu erhöhen. Das Flächengebilde wurde in ein wässriges Bad aus 4 Gew.% der Fluorchemikalie Repearl^® F-35 (erhalten von Mitsubishi), 0,25 Gew.% Zelec^® TY als Antistatikum (erhalten von DuPont) und 20 Gew.% Isopropanol als ein Benetzungsmittel getaucht, das kommerziell aus zahlreichen Quellen verfügbar ist. Die Bahnen wurden sodann zur Entfernung der überschüssigen Flüssigkeit ausgequetscht, getrocknet und in einem Ofen bei 105°C für 2 Minuten gehärtet. Die physikalischen Eigenschaften des fluorchemisch behandelten flächigen Vliesstoffes sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
BEISPIEL 6
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 2 mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom-Durchsatz wurde auf 14,16 m³/min (500 scfm) verändert und die Luftstromtemperatur auf 293°C (560°F); der Polymerdurchsatz wurde auf 0,75 g/Loch/min verändert; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 11,4 kg/h verändert, während die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate auf 15,6 kg/h verändert wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die aus 42 Gew.% Polyethylen und 58 Gew.% Polyester bestand; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 21,7 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Flächengebildes sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Die Verbundvliesstoffbahn wurde ferner mit einer fluorchemischen Ausrüstung entsprechend der Beschreibung in Beispiel 5 behandelt. Die physikalischen Eigenschaften des fluorchemisch behandelten flächigen Vliesstoffes sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
BEISPIELE 7, 7A UND 7B
Es wurden flächige Verbundstoffe nach der Prozedur der Beispiele 1, 1a und 1b mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom wurde auf 8,50 m³/min (300 scfm) verändert; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 11,7 kg/h verändert, während die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate auf 11,0 kg/h verändert wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die 80 Gew.% Polyethylen und 20 Gew.% Polyester enthielt; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 11,4 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Flächengebilde sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
BEISPIEL 8
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 2 mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom-Durchsatz wurde auf 8,50 m³/min (300 scfm) verändert; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 11,7 kg/h verändert, während die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate auf 2,8 kg/h verändert wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die aus 80 Gew.% Polyethylen und 20 Gew.% Polyester bestand; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 15,0 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Flächengebildes sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Die Verbundvliesstoffbahn wurde ferner mit der fluorchemischen Ausrüstung entsprechend der Beschreibung in Beispiel 5 behandelt. Die physikalischen Eigenschaften des fluorchemisch behandelten flächigen Vliesstoffes sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
BEISPIEL 9
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 2 mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom-Durchsatz wurde auf 8,50 m³/min (300 scfm) verändert; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 11,7 kg/h verändert, während die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate auf 2,8 kg/h verändert wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die aus 80 Gew.% Polyethylen und 20 Gew.% Polyester bestand; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 22,2 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften des Flächengebildes sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Die Verbundvliesstoffbahn wurde ferner mit der fluorchemischen Ausrüstung entsprechend der Beschreibung in Beispiel 5 behandelt. Die physikalischen Eigenschaften des fluorchemisch behandelten flächigen Vliesstoffes sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
BEISPIEL 10
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur der Beispiele 1, 1a und 1b mit der Ausnahme erzeugt, dass die Polyesterkomponente aus Poly(ethylenterephthalat) mit einer Grenzviskosität von 0,53 (gemessen nach der US-P-4743504) hergestellt wurde, die bei DuPont als Crystar^®-Polyester (Merge 4449) verfügbar ist. Das Crystar^® Merge 4449 ist eine kristallisierte Version von Crystar^® Merge 3949. Außerdem wurde der Schmelzblasprozess wie folgt verändert: die Düsentemperatur wurde auf 315°C geändert; die Temperatur des Anblasluftstroms wurde auf 322°C geändert; der Anblasluftstrom-Durchsatz wurde auf 714 m³/min (420 scfm) verändert; der Polymerdurchsatz wurde auf 0,80 g/Loch/min verändert; die Polyethylen-Beschickungsrate wurde auf 23,1 kg/h verändert, während der Poly(ethylenterephthalat)-Durchsatz auf 5,8 kg/h verändert wurde, um eine schmelzgeblasene Bahn zu erhalten, die 80 Gew.% Polyethylen und 20 Gew.% Polyester bestand; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 17,5 g/m² erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Flächengebilde sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
BEISPIEL 11
Es wurde ein flächiger Verbundstoff nach der Prozedur von Beispiel 10 mit der Ausnahme erzeugt, dass die Polyethylenkomponente aus einem Blend von 90 Gew.% Dow ASPUN 6831A und 10 Gew.% Hoechst Celanese 1300A-Poly(butylterephthalat) aufgebaut war. Das Poly(butylterephthalat) fungiert als ein Hilfsmittel zum Verspinnen des Polyethylens. Außerdem wurde der Schmelzblasprozess wie folgt verändert: das Polyethylen/Poly(butylterephthalat)-Blend wurde bis 260°C erhitzt und der Anblasluftstrom-Durchsatz auf 722 m³/min (425 scfm) verändert. Die physikalischen Eigenschaften des Flächengebildes sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Vergleichsbeispiel 11 zeigt mit Beispiel 10, dass der hydrostatische Druckwert bei Beispiel 11 mit dem Poly(butylterephthalat) in der Polyethylenkomponente größer ist als bei Beispiel 10, das kein Poly(butylterephthalat) in der Polyethylenkomponente hat.
VERGLEICHSBEISPIEL A
Die Prozedur von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme beibehalten, dass in der schmelzgeblasenen Bahn die Poly(ethylenterephthalat)-Komponente durch das gleiche Polyethylen ersetzt wurde, wie es für die andere Komponente verwendet wurde. Mit dieser Modifikation wurde eine einkomponentige schmelzgeblasene Polyethylenfaserbahn erzeugt. Andere Änderungen in den Bedingungen des Schmelzblasprozesses sind in Tabelle 1 gezeigt. Der hydrostatische Druckwert, den der flächige Verbundstoff von Vergleichsbeispiel A zeigte, war deutlich niedriger als der der flächigen Verbundstoffe mit vergleichbaren Flächengewichten, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden.
VERGLEICHSBEISPIEL B
Der flächige Verbundstoff wurde nach dem Prozess von Vergleichsbeispiel A mit der Ausnahme erzeugt, dass der Schmelzblasprozess wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom-Durchsatz wurde auf 7,08 m³/min (250 scfm) verändert; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasenen Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 19,7 g/m² erhalten wurde. Der hydrostatische Druckwert, den der flächige Verbundstoff von Vergleichsbeispiel B zeigte, war deutlich niedriger als der der flächigen Verbundstoffe mit flächenbezogenen Gewichten, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden.
TABELLE 3 Fluorchemisch behandelte Verbundvliesstoffbahn Sperreigenschaften
BEISPIELE 12A BIS 12K
Es wurden flächige Verbundstoffe nach der Prozedur von Beispiel 1 erzeugt, um eine Reihe von Vliesstoff-Flächengebilden mit unterschiedlichen Mengen von Polyethylen- und Polyester-Polymerkomponenten in der schmelzgeblasenen Bikomponentenlage der Bahn der Flächengebilde herzustellen mit der Ausnahme, dass der Prozess des Schmelzblasens wie folgt verändert wurde: der Anblasluftstrom wurde auf 8,50 m³/min (300 scfm) erhöht; die Polyethylen-Beschickungsrate und die Poly(ethylenterephthalat)-Beschickungsrate wurde eingestellt, wie in Tabelle 4 angegeben wurde, um eine Reihe von Verhältnissen von Polymerkomponente in den Fasern der schmelzgeblasenen Lage zu erzielen; die Geschwindigkeit des Formsiebs wurde so eingestellt, dass eine schmelzgeblasene Bahn mit einem flächenbezogenen Gewicht von 22 g/m² erhalten wurde. Die äußeren vliesverfestigten Lagen wurden jeweils aus einer vliesverfestigten Bahn mit einem Flächengewicht von 15 g/m² entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt. Bei jedem der flächigen Spunbond-Meltblown-Spunbond-Verbundvliesstoffe der Beispiele 12a bis 12k wurde das Bonden bei einer Bondingtemperatur von 110°C und einer Lineargeschwindigkeit des Bondens von 10 m/min ausgeführt. Die physikalischen Eigenschaften der Flächengebilde sind in Tabelle 4 zusammengestellt. 6 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses des prozentualen Gewichts der Polyethylenkomponente zu der Polyesterkomponente in den schmelzgeblasenen Fasern in Abhängigkeit von dem hydrostatischen Druckwert, der an jeder Probe des flächigen Verbundstoffes gemessen wurde.

Claims

Flächiger Verbundstoff, aufweisend: eine erste Faserlage, eine zweite Faserlage und eine dritte Faserlage, wobei die erste Faserlage zwischen den zweiten und dritten Faserlagen thermisch gebondet ist; die erste Faserlage ist eine mehrkomponentige, schmelzgeblasene Faserbahn, die mindestens 95 Gew.% der schmelzgeblasenen Fasern mit einem mittleren wirksamen Durchmesser von weniger als 10 μm aufweist, wobei die mehrkomponentige, schmelzgeblasene Faserbahn 10% bis 98 Gew.% einer ersten Polymerkomponente aufweist und 80% bis 2 Gew.% einer zweiten Polymerkomponente, die von der ersten Polymerkomponente verschieden ist, wobei die erste Polymerkomponente Polyethylen ist und die zweite Polymerkomponente Polyester-Polymer ist; wobei die zweite und dritte Faserlage jeweils mindestes 95 Gew.% schmelzgesponnene Fasern der zweiten Lage mit einem mittleren wirksamen Durchmesser aufweist, der größer ist als der mittlere wirksame Durchmesser der Fasern der ersten Lage; wobei der flächige Verbundstoff ein flächenbezogenes Gewicht von weniger als 120 g/m2 hat, eine Einspannzugfestigkeit in Faserlaufrichtung und Querrichtung von mindestens 35 N und einen hydrostatischen Druckwert von mindestens 42,5 cm.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem die mehrkomponentige, schmelzgeblasene Faserbahn der ersten Faserlage zwischen 20% und 98 Gew.% der ersten Polymerkomponente aufweist und zwischen 80% und 2 Gew.% der zweiten Polymerkomponente aufweist.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem die mehrkomponentige, schmelzgeblasene Faserbahn der ersten Faserlage zwischen 55% und 98 Gew.% der ersten Polymerkomponente aufweist und zwischen 45% und 2 Gew.% der zweiten Polymerkomponente aufweist.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem die mehrkomponentige, schmelzgeblasene Faserbahn der ersten Faserlage zwischen 65% und 97 Gew.% der ersten Polymerkomponente aufweist und zwischen 35% und 3 Gew.% der zweiten Polymerkomponente aufweist.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem die mehrkomponentige, schmelzgeblasene Faserbahn der ersten Faserlage zwischen 80% und 95 Gew.% der ersten Polymerkomponente aufweist und zwischen 20% und 5 Gew.% der zweiten Polymerkomponente aufweist.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem das Polyester-Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Poly(ethylenterephthalat), Poly(trimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymeren und Terpolymeren davon.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 6, bei welchem das Polyester-Polymer Poly(ethylenterephthalat) ist.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem mindestens 10% der Fasern in der mehrkomponentigen, schmelzgeblasenen Faserbahn Bikomponentenfasern sind, die eine Länge haben und worin die ersten und zweiten Polymerkomponenten in den Bikomponentenfasern in einer solchen Form angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Polymerkomponenten jeweils wesentlich über die volle Länge der Bikomponentenfasern hinausragen.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 8, bei welchem die ersten und zweiten Polymerkomponenten der Bikomponentenfasern in einer Seite-an-Seite-Anordnung angeordnet sind, worin die ersten und zweiten Polymerkomponenten jeweils wesentlich über die volle Länge der Fasern der ersten Lage hinausragen.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem die Fasern der zweiten und dritten Lage weitgehend schmelzgesponnene Endlosfasern sind, die einen mittleren wirksamen Durchmesser von mindestens 5 μm haben.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 10, bei welchem die Fasern der zweiten und dritten Lage mehrkomponentige, schmelzgesponnene Fasern sind, in die eine Polyethylen-Polymerkomponente und eine andere, verschiedene zweite Polymerkomponente einbezogen ist, wobei die Polyethylen-Polymerkomponente mindestens 5 Gew.% der Fasern der zweiten Lage ausmacht.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 11, bei welchem die zweite Polymerkomponente der Fasern der zweiten und dritten Lage ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyester-, Polyamid-, Polyurethan-, Polypropylen- und Polystyrol-Polymere.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 12, bei welchem die Fasern der ersten, zweiten und dritten Faserlagen durch Gammastrahlung sterilisiert werden können.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 12, bei welchem die schmelzgesponnenen Fasern einen mittleren wirksamen Durchmesser im Bereich von 6 bis 10 μm haben und eine Einspannzugfestigkeit in Faserlaufrichtung und Querrichtung von mindestens 35 Newton.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 14, bei welchem die zweiten und dritten Lagen einen hydrostatischen Druckwert von mindestens 3 cm haben.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 14, bei welchem die schmelzgesponnenen Fasern Mantel-Kern-Bikomponentenfasern mit einem Polyethylen-Mantel und einem Polyesterkern sind.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 1, bei welchem der flächige Verbundstoff ein flächenbezogenes Gewicht im Bereich von 30 bis 90 g/m² hat, eine Einspannzugfestigkeit in Faserlaufrichtung und Querrichtung von mindestens 40 N.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 17, bei welchem der flächige Verbundstoff ein flächenbezogenes Gewicht von weniger als 70 g/m² hat.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 17, bei welchem der flächige Verbundstoff einen "Wasseraufprall" von weniger als 5 g hat.
Flächiger Verbundstoff nach Anspruch 17, bei welchem der flächige Verbundstoff einen "Wasseraufprall" von weniger als 2 g hat und eine Luftdurchlässigkeit nach Frazier von mindestens 1 m³/min/m².
Bekleidung, die den flächigen Verbundstoff nach Anspruch 1 aufweist.