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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Nonwoven-Materialien. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf weiche, dicke und lintfreie
Nonwoven-Materialien,
die zur Verwendung als ein Substrat für vorgefeuchtete Wischtücher geeignet sind.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Nowoven-Stoffe
sind wünschenswert
für die Verwendung
in einer Vielfalt von Produkten, wie Verbandmaterialien, Wäsche, Einwegwindeln
und anderen persönlichen
Hygieneprodukten, einschließlich vorgefeuchtete
Wischtücher.
Vorgefeuchtete Wischtücher
sind häufig
als einzelne Wischtücher
in einem Stapel in einem Feuchthaltebehälter verpackt und werden häufig als
Feuchttücher
bezeichnet. Feuchttücher
werden im Allgemeinen als Baby-Wischtücher für das Reinigen der Haut eines
Babys während
des Windelwechselns verwendet.
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Nowoven-Stoffe
mit hohen Graden an Festigkeit, Dicke, Fallfähigkeit und Weichheit sind
wünschenswert
für körperberührende Artikel,
wie Auskleidungen von Einwegwindeln und Feuchttüchern. Jedoch ist ein Optimieren
aller der gewünschten
Eigenschaften häufig
nicht möglich.
Zum Beispiel führt häufig eine
Ausgewogenheit der Eigenschaften zu geringeren als den gewünschten
Weichheit- oder Festigkeitsgraden.
Feuchttücher,
die als Babywindeln verwendet werden, sollten zum Beispiel stark genug
sein, wenn sie nass sind, um bei der Benutzung eine Integrität beizubehalten,
aber weich genug, um dem/den Benutzer(n) eine angenehme und komfortable
taktile Empfindung zu geben. Zudem sollten sie Fluid-Retentionseigenschaften
haben, derart, dass sie während
der Lagerung feucht bleiben und eine ausreichende Dicke und Porosität haben, dass
sie beim Reinigen der verschmutzten Haut eines Benutzers wirksam
sind.
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Die
Festigkeit in einem Nonwoven-Stoff kann durch eine Vielfalt von
bekannten Verfahren erzeugt werden. Falls thermoplastische Fasern
verwendet werden, kann die Festigkeit durch ein Schmelzen verliehen
werden, entweder durch eine Durchluftbindung oder durch eine Heißrollen-Kalandrierung.
Ein Hydroverheddern von Fasern in einem Spunlace-Vorgang und eine
Haftmittelbindung werden auch üblicherweise
verwendet, um Fasern zu verbinden, um die Festigkeit des Nonwoven
zu erhöhen. Diese
Verfahren führen
aber, während
sie die Festigkeit des Vliesstoffes erhöhen, im Allgemeinen weg von
anderen wünschenswerten
Eigenschaften. Zum Beispiel ist ein Wärmebinden wirksam zum Beibehalten
der Dicke (Fülligkeit)
des Nonwoven, das Beibehalten eines relativ weichen Produkts, das
für Feuchttücher geeignet
ist, erfordert aber die Verwendung relativ teurer zugeordneter Fasern
in der Nonwoven-Bahn. Die Verwendung von zugeordneten in den Nonwoven
kann auch die Fallfähigkeit
des resultierenden Materials negativ beeinflussen.
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Das
Hydroverheddern einer faserigen Struktur erzeugt Festigkeit, verringert
aber typischerweise die Dicke des Materials. Eine solche Reduktion
in der Dicke ist unerwünscht
in der Anwendung eines Feuchttüches.
Aufgrund der Natur der Reinigungsaufgaben, für welche Feuchttücher verwendet
werden, bevorzugten Verbraucher ein Wischtuch, welches einen minimalen
Betrag von sichtbarer Fülle oder
Dicke hat, die mit diesem verbunden ist. Um die Flächenmasse
des Ausgabematerials zu erhöhen, derart,
dass nach dem Hydroverheddern das Material eine ausreichende Dicke
zurück
behält,
um als Baby-Wischtuch verwendet werden zu können, würde verboten teuer werden.
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Eine
Haftbindung kann verwendet werden, um eine ausreichende Festigkeit
zu erzeugen, insbesondere in einer kardierten Bahn. Ein Haftmittel
summiert sich jedoch zu den Kosten für die resultierende Bahn, das
nämlich
häufig
mehr kostet als die Fasern der Basisbahn, auf welches es aufgebracht
wird. Zudem kann das Vorhandensein eines Haftmittels die Duft- und
Konservierungsstoffe in einem Feuchttuch negativ beeinflussen. Haftmittel-Auftragungssysteme summieren
zudem zu dem Nonwoven-Herstellungsverfahren Kosten und Komplexität hinzu
und erzeugen Hygieneprobleme in der Auftragungsanlage und anderen
Anlagen in der Nähe.
Schließlich
kann ein Haftmittel zur Steifigkeit des fertigen Nonwoven beitragen,
was die Fallfähigkeit
und Wahrung der Weichheit des Materials senkt.
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Zusätzlich zu
den Attributen relativ hoher Festigkeit, Fallfähigkeit und Weichheit ist eine
weitere Eigenschaft, die in einem Nonwoven wünschenswert ist, das für ein Feuchttuch
geeignet ist, ein relativ geringes Flusen. Eine Flusenbildung oder
Knötchenbildung
tritt auf, wenn Fasern oder kleine Bündel von Fasern von der Oberfläche des
Nonwoven-Substrats des Feuchttuches abgezogen oder in anderer Weise gelöst werden.
Ein Flusen führt
dazu, dass Fasern auf der Haut des Benutzers zurück bleiben, was ein höchst unerwünschter
Zustand für
Feuchttuch-Benutzer ist. Das Flusen kann weitestgehend auf die gleiche
Weise kontrolliert werden, wie Festigkeit verliehen, das heißt, in dem
Maße,
in welchem Fasern des Nonwoven miteinander verbunden oder verheddert
sind, können
die Flusungsgrade kontrolliert werden. Deshalb kann durch Erhöhen des
Anteils eines Haftmittels in einer kardierten Bahn zum Beispiel
die Flusung vermindert werden. Jedoch trägt, wie oben erwähnt, der
erhöhte
Grad eines Haftmittels zu einer größeren Steifigkeit bei und vermindert
den Grad an Weichheit.
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In
der WO-A-0166345 beschreiben Brennen et al. eine absorbierende,
nicht flusende Nonwoven-Bahn. Die Bahn ist eine Mehrlagenstruktur
(3 Lagen), die aus luftgelegten Tissues gebildet wird.
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Es
wäre wünschenswert,
eine weiche, dicke Nonwoven-Bahn zu haben, die für die Verwendung als Feuchttuch
geeignet ist und eine geeignete Festigkeit aufweist, um während der
Benutzung eine strukturelle Integrität beizubehalten.
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Zudem
wäre es
wünschenswert,
eine weiche, dicke Nonwoven-Bahn zu haben, die für die Verwendung als Feuchttuch
zum effektiven Reinigen einer beschmutzten Haut geeignet ist.
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Zudem
wäre es
wünschenswert,
eine dicke und weiche Nonwoven-Bahn zu haben, die für die Verwendung
als Feuchttuch geeignet ist und relativ geringe Grade an Flusenbildung
zeigt, ohne steifigkeitserhöhende
Haftmittel zu verwenden, wie die Hinzufügung von Haftmitteln.
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Zudem
wäre es
wünschenswert,
eine Vliesstoffbahn zu haben, die für ein Feuchttuch geeignet ist,
welches eine relativ hohe Retention von Fluiden, wie wässrigen
Fluiden, und eine relativ hohe Festigkeit zeigt, aber an der Haut
weich bleibt, mit ausreichender Dicke, Textur und Porosität zur effektiven Reinigung
beschmutzter Haut.
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Schließlich wäre es wünschenswert,
eine Nonwoven-Bahn zu haben, die für ein Feuchttuch geeignet ist,
welches mit einer relativ hohen Festigkeit, Dicke und Weichheit
hergestellt werden kann, ohne Flusenbildung, und wirtschaftlich
hergestellt werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung ist eine geschichtete
Struktur, die den Vorteil der günstigen
Eigenschaften unterschiedlicher Typen von Fasern, die in jeder Schicht
vorteilhaft verteilt sind, nutzt. Insbesondere ist die vorliegende
Erfindung eine mehrschichtige Nonwoven-Bahn, die für die Verwendung
als Feuchttuch geeignet ist, wobei die Bahn eine erste faserige,
kardierte äußere Lage aufweist,
die von 10% bis 60% konjugierte Fasern, von 20% bis 65% Zellulosefasern,
eine faserige, kardierte innere Schicht, die an diskreten Bindungsstellen
mit der ersten äußeren Schicht
in einer seitenweisen Beziehung verbunden ist, mit von 10% bis 60% konjugierten
Fasern und 10% bis 90% Zellulosefasern, aufweist. Eine zweite faserige,
kardierte äußere Schicht,
welche die gleiche Zusammensetzung haben kann wie die erste äußere Schicht,
ist an diskreten Bindungsstellen mit der inneren Schicht in einer seitenweisen
Beziehung verbunden in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
hat jede Schicht auch einen bestimmten Prozentanteil von Multikomponentfasern
oder konjugierten Fasern, wie Bikomponentfasern.
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Ein
Verfahren zum Bilden der Bahn der vorliegenden Erfindung ist auch
offenbart.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 ist
eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
einer Nonwoven-Bahn der vorliegenden Erfindung, die als Feuchttuch
verwendet wird und nur einen Bereich der geprägten Fläche zeigt.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen einer
Nonwoven-Bahn der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung ist eine geschichtete
Struktur, welche den Vorteil der günstigen Eigenschaften unterschiedlicher
Typen von Fasern, die vorteilhaft in jeder Schicht verteilt sind,
nutzt. Insbesondere ist in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform,
wie sie in 1 gezeigt ist, die Nonwoven-Bahn
der vorliegenden Erfindung wenigstens eine dreilagige Struktur mit
wenigstens einer zentralen Lage 12 mit relativ hoher Flächenmasse,
die zwischen zwei äußeren Lagen 14 und 16 mit
relativ geringer Flächenmasse
angeordnet ist. Mit "Lagen", wie hier verwendet,
ist ein Bereich einer Bahn gemeint, der als eine diskrete Bahn getrennt
von anderen Bahnen gebildet wird, zum Beispiel durch ihre eigene
Karde in einem Kardierungsvorgang, und zwar bevor sie mit angrenzenden
Lagen verbunden wird, um eine einheitliche Bahn zu bilden. Eine
Lage wird als eine relativ homogene Bahn hergestellt, das heißt, die
Bestandteilsfasern sind relativ gleichmäßig innerhalb der Lage verteilt.
Sofern es nicht anders angegeben ist, sind alle Prozentangaben,
die hier gegeben werden, Gewichtsprozente.
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Wenn
die Vliesstoffbahn 10 durch das Verfahren der vorliegenden
Erfindung gebildet wird, zeigt sie ein gutes Gleichgewicht von Festigkeit, Dehnbarkeit,
Dicke, Fallfähigkeit
und Weichheit, die für
körperberührende Artikel,
wie Auskleidungen von Einwegwindeln und Feuchttücher wünschenswert sind. Die Bahn 10 zeigt
auch sehr geringe Grade an Flusenbildung und regulierte Stretcheigenschaften, welche
diese besonders nützlich
machen als ein Substrat für
vorgefeuchtete Wischtücher,
die ansonsten als Feuchttücher
bekannt sind. Es ist jedoch klar, dass die Nonwoven-Bahn 10 für andere
nützliche und
günstige
Verwendungen auch eingesetzt werden kann. Deshalb ist ein Feuchttuch
hier nur als eine bevorzugte, nicht beschränkende Verwendungsform für die Nonwoven-Bahn 10 beschrieben.
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Die äußeren Bestandteilslagen
der Nonwoven-Bahn 10 werden durch Kardieren gebildet. Das Kardieren
ist ein mechanischer Prozess, durch welchen Klumpen von Stapelfasern
in einzelne Fasern separiert werden und gleichzeitig in eine kohärente Bahn
umgeformt werden. Das Kardieren wird typischerweise auf einer Maschine
durchgeführt,
welche sich entgegen gesetzt bewegende Aufnahmen oder Oberflächen von
feinen, winkeligen, in engem Abstand zueinander liegenden Zähnen oder
Drähten oder
dergleichen nutzt, um die Klumpen auseinander zu ziehen und zu reißen. Die
Zähne der
zwei gegenüber
liegenden Oberflächen
sind typischerweise in entgegen gesetzten Richtungen geneigt und
bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten relativ zueinander.
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Die
innere Bestandteilslage der Nonwoven-Bahn 10 wird durch
einen luftlegenden Vorgang gebildet. Die Luftlegung ist ein Verfahren,
bei welchem Luft verwendet wird, um Fasern von einer Formungshöhe zu separieren,
zu bewegen und zufällig abzulagern,
sodass ein kohärente
und weitestgehend isotrope Bahn gebildet wird. Die Luftlege-Einrichtung
und -Verfahren sind im Stand der Technik bekannt und enthalten Vorrichtungen
von Kroyer oder Dan Web (geeignet zum Beispiel für die Luftlegung von Holzzellstoff)
und Rando-Webber-Einrichtungen (zum Beispiel geeignet für die Luftlegung
von Stapelfasern).
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Die
Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren
zum Herstellen werden unten in Bezug auf die 1 bzw. 2 beschrieben.
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DIE NONWOVEN-BAHN
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In
einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
sind die zwei äußeren Lagen 14 und 16 der
Nonwoven-Bahn 10 identisch, und es wird jede hier im Detail
mit Bezug auf die äußere Lage 14 beschrieben.
Es ist jedoch klar, dass die zwei äußeren Lagen keine identischen
Zusammensetzungen, Flächenmassen
oder andere Materialeigenschaften haben müssen.
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Die
Erfindung wird unten als eine Dreilagenbahn beschrieben, die eine
einzelne luftgelegte innere Lage und zwei kardierte äußere Lagen
aufweist. Es ist jedoch klar, dass es mehr als eine innere Lage geben
kann. Zum Beispiel können
anstatt eines luftlegenden Formungskopfes, der die innere Lage herstellt,
zwei oder mehrere Köpfe
zwei oder mehrere innere Lagen herstellen. Die unten angegebenen
Prozentangaben für
die verschiedenen Eigenschaften der inneren Lage können auf die
inneren Lagen als Ganzes angewendet werden, falls mehr als eine
innere Lagen zwischen den äußeren Lagen
verwendet wird.
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In
der hier beschriebenen gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
wird die Nonwoven-Bahn 10 ohne die Verwendung eines Haftmittels gebildet.
Das heißt,
die Bahn wird durch ein Verfahren gebildet, das die nicht die Aufbringung
eines Haftmittels beinhaltet, und deshalb ist die fertige geschichtete
einheitliche Bahn gekennzeichnet durch das Nichtvorhandensein eines
Haftmittels oder einer Haftmittel-Komponente. Obwohl in weniger
bevorzugten Ausführungsformen
ein Haftmittel verwendet werden kann, werden in einer gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform
die Lagen so zusammengehalten, dass eine einheitliche Bahn nur durch
thermische Bindungen von Faser-An-Faser gebildet wird. 1 zeigt
einen Bereich einer geprägten
Fläche 18, welcher
eine thermisch gebundene Stelle sein kann.
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In
jeder Lage der Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung
wird eine Kombination aus Fasertypen verwendet, um die günstigen
Eigenschaften jeder zu optimieren. Zum Beispiel können die äußeren Lagen
einen bestimmten Prozentanteil von Zellulosefasern haben, um der
Bahn eine weiche, textilartige Anfühlung zu verleihen; obwohl
die innere Lage unterschiedliche Prozentanteile oder ähnlichen
Zellulosefasern haben können,
um eine verbesserte Absorptionsfähigkeit
und Dicke bereit zu stellen. Jede Lage hat auch einen bestimmten
Prozentanteil einer Mehrkomponentfaser oder konjugierten Faser,
wie beispielsweise einer Bikomponentfaser, um für eine thermische Bindung und
Weichheit zu sorgen. Weitere Fasern, zum Beispiel Polypropylen-,
Polyester-, Polypropylen-Polyester-Einheiten und Polyester-Polyester-Einheiten
von Fasern können
in jeder Lage hinzu gefügt
sein, um zusätzliche Eigenschaften
zu erhalten, wie Dicke, Weichheit und Fallfähigkeit. In einer gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform
umfasst die Nonwoven-Bahn 10 der vorliegenden Erfindung
die oben erwähnten
Zellulose- und Verbundfasern in vorbestimmten Proportionen, wie
unten vollständiger
beschrieben wird.
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Die äußeren Lagen 14 und 16 können jeweils von
10% bis 40% der gesamten Flächenmasse
einer Nonwoven-Bahn 10 ausmachen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
hat jede äußere Lage
10% bis 30% der gesamten Flächenmasse
der Nonwoven-Bahn 10 und in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
sind die zwei äußeren Lagen 14 und 16 identisch
und umfassen jeweils 18% der gesamten Flächenmasse der Nonwoven-Bahn 10.
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Die
innere Lage 12 kann von 33% bis 80% der gesamten Flächenmasse
der Nonwoven-Bahn 10 ausmachen. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
umfasst die innere Lage 12 62% der gesamten Flächenmasse
der Nonwoven-Bahn 10.
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Die äußeren Lagen 14 und 16 sollten
eine ausreichende Quantität
von Verbundfasern haben, um eine adäquate Faser-An-Faser-Bindung
innerhalb der Lagen und eine Faser-An-Faser-Bindung mit Fasern in
der zentralen Lage 12 zu erlauben. Eine adäquate Faser-An-Faser-Bindung
wird erreicht, wenn lose Oberflächenfasern
derart "nach unten
gebunden" werden,
dass sie nicht ohne Weiteres aus der Nonwoven-Bahn in Form von Flusen
gelöst
werden können.
Deshalb kann jede äußere Lage
von 10% bis 60% Verbundfasern aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform
hat jede äußere Faser 25%
bis 60% konjugierte Fasern. Ohne durch Theorie gebunden zu sein,
wird angenommen, dass 25% der konjugierten Fasern die minimale Menge
ist, die notwendig ist, um lose Oberflächenfasern adäquat nach
unten zu binden, zum Zwecke vom Verbraucher akzeptierter gering
flusender Feuchttuch-Anwendungen. In einer gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsform
umfassen die zwei äußeren Lagen 14 und 16 jeweils
etwa 50% konjugierte Fasern.
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Die
innere Lage 12 sollte auch eine ausreichende Menge von
konjugierten Fasern haben, um ein adäquates Faser-An-Faser-Binden
zu erlauben, insbesondere ein Binden mit Fasern der äußeren Schichten.
Obwohl eine Struktur von separaten Lagen bevorzugte Verteilung von
Fasertypen erlaubt, bleibt es besonders wichtig, dass die Bestandteilslagen
als einheitliche Bahn wirken, wenn sie als Feuchttuch verwendet
werden, insbesondere in einer Anwendung als Baby-Wischtuch. Eine
Delamination der Lagen während
der Benutzung entfernt von den Verbrauchervorteilen, die von einem
solchen Feuchttuch geliefert werden. Deshalb kann die innere Lage, um
eine Delamination der Lagen zu vermeiden, von 10% bis 60% konjugierte
Fasern aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die innere Lage 15%
bis 50% konjugierte Fasern und in einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
umfasst die innere Lage 12 20% konjugierte Fasern, was,
ohne durch Theorie gebunden zu sein, als die minimale Menge angesehen
wird, die notwendig ist, um die strukturelle Integrität beizubehalten
und um eine Delamination in vom Verbraucher akzeptierten Feuchttuch-Anwendungen
zu verhindern.
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Die äußeren Lagen 14 und 16 sollten
eine ausreichende Menge von Zellulosefasern haben, um der Nonwoven-Bahn 10 eine
weiche, textilartige Anfühlung
zu verleihen. Jede äußere Lage
kann von 30% bis 65% Zellulosefasern haben. In einer Ausführungsform
hat jede äußere Lage
25% bis 70% Zellulosefasern. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird
angenommen, dass 25% Zellulosefasern die minimale Menge ist, die
verwendet werden kann und noch eine bevorzugte textilartige Anfühlung in
verbraucherakzeptierten Feuchttuch-Anwendungen liefert. In einer
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
umfassen die zwei äußeren Lagen 14 und 16 jeweils
50% Zellulosefasern.
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Die
innere Lage 12 kann eine Menge von Zellulosefasern haben,
die ausreicht, um der Nonwoven-Bahn 10 eine adäquate Absorptionsfähigkeit
zu verleihen. Insbesondere dann, wenn es als Feuchttuch verwendet
wird, sollte jedes Wischtuch eine ausreichende Absorptionsfähigkeit
zeigen, um wässrige Fluide
oder Lotionen vor der Benutzung zu absorbieren und zu halten. Zudem
sollte ein Fluid, wie beispielsweise Urin, ausreichend absorbiert
werden, um das Wischtuch bei mit Baby-Wischtüchern verbundenen Reinigungsaufgaben
effektiv zu machen. Die innere Lage kann von 10% bis 100% Zellulosefasern haben.
Die innere Lage kann 25% bis 90% Zellulosefasern haben, und in einer
gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsform
umfasst die innere Lage 12 80% Zellulosefasern. Insbesondere
ergibt die Verwendung von 80% Zelluloseinhalt in der inneren Schicht 12 zusammen
mit den bevorzugten Prozentangaben, die oben für die äußeren Lagen gezeigt wurden,
einen Gesamtsubstratgehalt von 68% Zellulose, was sich für Anwendungen
als Babywischtuch günstig
erwiesen hat. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird ein Gehalt
von 40% Zellulosefaser als die minimale Menge angesehen, die für eine adäquate Absorptionsfähigkeit
in vom Verbraucher akzeptierten Feuchttuchanwendungen notwendig
ist. In einer Ausführungsform
kann der Zellulosegehalt eine Kombination von Rayonfasern mit geringem
Denier und Flocken-Zellstofffasern sein. Eine bevorzugte Zellstofffaser
ist Foley Fluff, erhältlich
von Buckeye Technologies, Memphis, TN.
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Für jede der
Lagen können
die konjugierten Fasern eine Kern/Mantel-Ausbildung haben und umfassen
vorzugsweise ein Polypropylen (als Kern) und ein Polyethylen (als
Mantel). In einer bevorzugten Ausführungsform für die äußeren Lagen
können
die konjugierten Fasern von 20 mm bis 60 mm lang sein, und in einer
bevorzugten Ausführungsform
sind sie 40 mm lang. Eine bevorzugte konjugierte Faser ist eine
Faser von 1,7 dtex, 40 mm, erhältlich
als ES-C PHIL von ES-FiberVisions, Covington, GA. In einer bevorzugten
Ausführungsform
für die
inneren Lagen können
die konjugierten von 3 mm bis 12 nun lang sein und sind in einer
bevorzugten Ausführungsform etwa
6 nun lang. Eine bevorzugte konjugierte Faser ist eine Faser von
1,7 dtex, 6 mm, erhältlich
als AL-Adhesion C von EX-FiberVisions,
Covington, GA.
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Für die äußeren Lagen
können
die Zellulosefasern Rayon sein, und in einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Fasern Rayonfasern mit geringem Denier mit einer Länge von
zwischen etwa 20 mm und etwa 60 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Rayon eine Faser mit 1,5 Denier, das eine mittlere Länge von
etwa 40 mm aufweist. Eine bevorzugte Rayonfaser ist erhältlich als
Typ 18453, erhältlich
von Acordis Cellulosic Fibers, Axis, AL.
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HERSTELLUNGSVERFAHREN
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2 zeigt
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für die Verwendung
in einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen der Nonwoven-Bahn 10 der
vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt
ist, ist das Verfahren eine Kombination eines Kardier- und Luftlegeverfahrens,
mit einer nachfolgenden Durchluft-Bindung und einer Kalandrierung
des Mehrlagen-Substrates. Ohne durch Theorie gebunden zu sein, wird
angenommen, dass die Schrittfolge in dem hier beschriebenen Verfahren mit
Bezug auf 2 wichtig ist, um die günstigen Bahneigenschaften
zu erhalten, wie sie unten beschrieben werden.
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Eine
Vorrichtung, allgemein bei 20 angegeben, umfasst eine Kadiervorrichtung
mit wenigstens zwei Karden, die mit 22 und 26 bezeichnet
sind, und mit einem Luftlege-Formungskopf 24. Jede Komponente
bildet eine diskrete Bahn. Jede dieser diskreten Bahnen könnte auch
als vorgebundene Nonwoven-Rollenware geliefert werden. Die erste
Karde 22 bildet eine kardierte Bahn entsprechend der Lage 16, wie
sie in 1 gezeigt ist. Nachfolgend bildet der Luftlege-Formungskopf
eine Bahn, die Lage 12, auf der Oberseite der Lage 16.
Schließlich
bildet die Karde 26 eine kardierte Bahn, die Lage 14,
welche auf die Oberseite der Lage 12 übertragen wird.
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Jede
kardierte Bahn kann durch im Stand der Technik bekannte Kardierverfahren
gebildet werden und durch bekannte Verfahren abgeschieden werden,
wie beispielsweise durch Abstreifen auf ein Formungsband oder -sieb 28.
Jede luftgelegte Bahn kann durch im Stand der Technik bekannte Luftlegeverfahren
gebildet werden und durch bekannte Verfahren auf ein Formungsband
oder -sieb 28 abgelagert werden. Wenn alle drei Lagen auf
einem Formungssieb 28 geformt worden sind, wird das Formungssieb 28 durch
Rollen 29 in der Maschinenrichtung MD bewegt. Auf diese
Weise die Nonwoven-Bahn 10 in einem kontinuierlichen Verfahren
geformt werden. Die Richtung der Formgebung wird als die Maschinenrichtung
MD bezeichnet, während
die Breite der Bahn in der Quermaschinenrichtung CD gemessen wird.
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Die
Faserzusammensetzung der Faserzuführung jeder Karde und des Luftlege-Formungskopfes kann
durch bekannte Verfahren im Stand der Technik zum Zuführen von
gemischten Faserkarden und luftlegenden Köpfen vorbestimmt, formuliert und/oder
eingestellt werden. In einem bevorzugten Verfahren, und um eine
Bahn mit Eigenschaften zu produzieren, die für die Verwendung als Feuchttuch optimal
geeignet sind, können
die Faserzusammensetzungen wie folgt präpariert werden. Für beide
Karden 22 und 26 beträgt die bevorzugte Faserzusammensetzung
50% Typ 18453 Rayon und 50% ES-C PHIL PP/PE konjugierte Faser, von
denen jede oben beschrieben wurde. Für den Luftlege-Formungskopf 24 beträgt die bevorzugte
Faserzusammensetzung 80% Foley Fluff und 20% AL Adhesion C konjugierte Faser,
von denen jede oben beschrieben wurde.
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Nachdem
alle drei Lagen der kardierten Nonwoven-Bahn in einer geschichteten
Beziehung abgeschieden worden sind, werden die abgeschiedenen Fasern
durch das Formungssieb 28 zu einer Wärme-Behandlungsvorrichtung 30 bewegt.
Die Wärme-Behandlungsvorrichtung 30 kann
irgendwelche bekannten Verfahren beinhalten, die geschichtete Bahn
so ausreichend erhöhten
Temperaturen auszusetzen, dass ein thermoplastisches Schmelzen der Polyethylenkomponente
der konjugierten Bestandteilsfasern bewirkt wird. Beim Abkühlen leiden
Bereiche der konjugierten Fasern an Bereichen der benachbarten konjugierten
Fasern schmelzgebunden, wodurch die drei Lagen in einer einheitlichen
Bahn gebildet werden, welche im Wesentlichen eine gleichförmige Verteilung
der lagenweisen Bindungsstellen haben.
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Die
Faser-An-Faser-Wärmebindungen
werden vorzugsweise durch einen Durchlufttrockner mit einer Durchluft-Trocknungstrommel 32 hergestellt, auf
welche die kardierte Bahn für
eine vorbestimmte Verweilzeit übertragen
wird. Der Vorteil der Verwendung eines Durchlufttrockners besteht
darin, dass die Bahn mit wenig oder keiner Kompression ausreichend
erhitzt wird. Auf diese Weise können
die Bestandteilslagen der Bahn daran gebunden werden, und zwar aufgrund
der Bindung von konjugierter Faser-An-Konjugierter-Faser ohne zum
Beispiel einer unnötigen
Kompression on Kalanderwalzen. Ohne durch Theorie gebunden sein
zu wollen, wird angenommen, dass der Durchluft-Bindungsschritt dazu führt, dass
der Loft des Nonwoven "fixiert" wird, indem eine
Bindung ohne eine unnötige
Kompression bewirkt wird. Diese "Loft-Fixierung" erzeugt eine flülligeres
Flächengebilde
mit einer besseren Dicke im Endprodukt. Durch Verwenden oben beschriebenen Zusammensetzungs-Prozentanteile
soll die Dicke des fertigen Produkts vom Verbraucher, der die Bahn als
Feuchttuch benutzt, bevorzugt werden.
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Das
Durchluft-Wärmebindungsverfahren kann
durch Verfahren des Standes der Technik für mit Durchluft trocknenden
Bahnen, einschließlich
Papierbahnen, ausgeführt
werden. Im Allgemeinen wird die Nonwoven-Bahn geführt und
von dem Sieb 28 entfernt und in Kontakt mit einer sich
drehenden, perforierten Trocknungstrommel 32 angeordnet.
Heißluft von
ausreichender Temperatur wird aus der Trocknungstrommel 32 und
durch die Nonwoven-Bahn hindurch gedrückt, die thermisch behandelt
wird. Die Lufttemperatur, das Luftvolumen und Maschinenrichtung-Liniengeschwindigkeit
der Produktionsanlage kann so eingestellt werden, dass eine ausreichende Verweilzeit
für eine
adäquate
Faser-An-Faser-Bindung
gewährleistet
ist. Die tatsächliche
Zeit, Temperatur und Liniengeschwindigkeit kann in geeigneter Weise
variiert erden und wird nicht als kritisch angesehen.
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Nachdem
die geschichtete, gebundene Bahn thermisch gebunden worden ist,
wird sie zu weiteren Verarbeitungsschritten geführt, nämlich zu einer Kalandriervorrichtung 40.
Die Kalandriervorrichtung 40 umfasst vorzugsweise Wärme-Prägemittel,
um ein Prägemuster
von komprimierten Regionen auf der geschichteten, gebundenen Bahn
einzudrücken.
Das Prägemittel
kann Standard-Prägemuster
enthalten und eine Anlage, wie sie im Stand der Technik bekannt
ist.
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Durch
Prägen
der geschichteten, gebundenen Nonwoven-Bahn, kann die Nonwoven-Bahn
bessere ästhetische
Merkmale erlangen, insbesondere für die Verwendung als Feuchttuch.
Jedoch neben den besseren ästhetischen
Merkmalen werden der Nonwoven-Bahn weitere günstige physikalische Eigenschaften
durch Kalandrieren verliehen. Zum Beispiel wird durch ein Kalandrieren
der Bahn bei ausreichend erhöhten
Temperaturen eine zusätzliche
Wärmebindung
in den komprimierten Regionen erreicht, wodurch eine bessere Oberflächenfaserbindung
erzeugt wird. Diese Oberflächenfaserbindung "bindet" lose Fasern "nach unten", was zu einer reduzierten Lintbildung
der fertigen Bahn führt.
Zusätzlich
erhöht die
Wärmebindung
des Kalandriervorgangs die Festigkeit der Nonwoven-Bahn 10,
insbesondere dann, wenn sie in einer Feuchttuch-Anwendung benutzt wird.
Das zusätzliche
Prägen
erzeugt auch eine Bahn mit einer Topographie, die eine ausreichende
Textur und Porosität
für eine
effektive Hautschmutzreinigung zeigt. Schließlich trägt die Wärmeprägung dazu bei, den verfügbaren Stretch
in Querrichtung CD der fertigen Bahn zu reduzieren. Ein übermäßiger CD-Stretch
ist häufig
eine Eigenschaft kardierter Bahnen und ist allgemein in einem Feuchttuch
unerwünscht.
Durch Reduzieren des CD-Stretches werden die Stretcheigenschaften
der Bahn gleichförmiger
und für
die Verwendung als Feuchttuch besser geeignet.
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Die
Wärmeprägung kann
durch geeignete Verfahren ausgeführt
werden, die im Stand der Technik bekannt sind. In einer Ausführungsform
wurden zufriedenstellende Ergebnisse durch das Einstellen der Kalandriervorrichtung 40 auf
Temperaturen bei 145 Grad Celsius auf der Prägewalze 42 und auf
der Ambosswalze 44 erreicht.
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Ein
Spaltdruck von 264 Pfund pro linearem Inch erzeugt zufriedenstellende
Ergebnisse für
die oben beschriebene bevorzugte Bahn mit drei Lagen und einer gesamten
Flächenmasse
von 64 Gramm pro Quadratmeter (g).
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Die
geschichtete, gebundene und kalandrierte Bahn kann dann als Rollenvorrat
auf einer Mutterrolle 50 zur Lagerung oder zur weiteren
Verarbeitung aufgewickelt werden.